Клетки за мравчена киселина
Теоретичната ефективност на преобразуването на химическата енергия в електрическа в горивните клетки може да достигне 100%. Процент, но засега най-добри от тях са водородните - имат ефективност до 60%, но горивните клетки на базата на мравчена киселина имат шанс да достигнат тези теоретични 100%. Те са евтини, много по-леки от предишните и за разлика от конвенционалните батерии осигуряват възможност за продължителна работа. Струва си да припомним, че ефективността на двигателите с вътрешно горене с ниско налягане е само около 20% -? казва д-р Хъб. Английски Анджей Бородзински от IPC PAS.
Горивната клетка е устройство, което преобразува химическата енергия в електрическа. Токът се генерира директно в резултат на изгаряне на гориво в присъствието на катализатори, използвани на анода и катода на клетката. Най-голямата пречка за популяризирането на водородните клетки е съхранението на водород. Този проблем се оказа изключително труден от техническа гледна точка и все още не е решен със задоволителни решения. Конкуриращи се с водородните клетки са метанолните клетки. Самият метанол обаче е токсично вещество и елементите, които го консумират, трябва да бъдат изградени с помощта на скъпи платинени катализатори. В допълнение, метанолните клетки имат ниска мощност и работят при сравнително висока и следователно потенциално опасна температура (около 90 градуса).
Алтернативно решение са горивните клетки с мравчена киселина. Реакциите протичат при стайна температура и ефективността и мощността на клетката са очевидно по-високи от тези на метанола. В допълнение, мравчена киселина е вещество, което е лесно за съхранение и транспорт. Въпреки това, стабилната работа на клетката с мравчена киселина изисква ефективен и издръжлив катализатор. Катализаторът, който първоначално разработихме, има по-ниска активност от използваните досега чисти паладиеви катализатори. Разликата обаче изчезва след два часа работа. Става по-добре. Докато активността на чистия паладиев катализатор продължава да намалява, нашата е стабилна“, казва д-р Бородзински.
Предимството на катализатора, разработен в IPC повърхностно активно вещество, което е особено важно от икономическа гледна точка, е, че той запазва свойствата си при работа в мравчена киселина с ниска чистота. Този тип мравчена киселина може лесно да се произвежда в големи количества, включително от биомаса, така че горивото за нови клетки може да бъде много евтино. Мравчена киселина, получена от биомаса, би била напълно зелено гориво. Продуктите от реакциите, протичащи с неговото участие в горивните клетки, са вода и въглероден диоксид. Последният е парников газ, но биомасата се получава от растения, които я усвояват по време на растежа си. В резултат на това производството на мравчена киселина от биомаса и нейното потребление в клетките няма да промени количеството въглероден диоксид в атмосферата. Рискът от замърсяване на околната среда с мравчена киселина също е нисък.
Горивните клетки с мравчена киселина ще намерят много приложения. Ще бъде ли тяхната полезност особено висока при преносимите електронни устройства? мобилни телефони, лаптопи, GPS. Тези елементи могат да бъдат инсталирани и като източници на енергия за превозни средства, вариращи от инвалидни колички до електрически велосипеди и яхти.
В IPC PAS сега започват изследвания на първите батерии, изградени от горивни клетки с мравчена киселина. Учените очакват, че прототип на търговско устройство трябва да бъде готов след няколко години.
по материалите на Института по физикохимия ПАН
