Что нужно знать о революции топливных элементов

Что нужно знать о революции топливных элементов

Мнение о топливных элементах, как правило, наполнено либо необоснованным оптимизмом, либо исключительной безысходностью. Чтобы удостовериться в этом, достаточно взглянуть на фондовый график компании FuelCell Energy Inc, крупнейшего игрока в индустрии топливных элементов. За последние четыре года цены на акции компании трижды увеличивались в два раза за каких-то пару дней, прежде чем рухнуть к новым минимумам. И хотя общественное мнение в основном пессимистично, три технологические силы просачиваются в нашу жизнь в фоновом режиме, создавая базу для будущей революции.

Первая и, пожалуй, наиболее неожиданная это увеличение эффективности аккумуляторов. В то время как нам приходится заряжать свои смартфоны чуть ли не каждый день, эта технология медленно пробирается на рынок. Устав от попыток усовершенствовать литий-ионную технологию, многие компании предпочли решать проблему за пределами устройства и положили глаз на топливные элементы.  

Совсем недавно мы были взбудоражены новостью о выдаче патента на систему, которая позволит MacBook работать без подзарядки в течение нескольких недель благодаря использованию топливных элементов. В патенте упомянуто уже существующее зарядное устройство MagSafe, а это значит, что топливный элемент может быть использован с iPhone или iPad. В то время как топливные элементы работают путем смешивания топлива, такого как водород, с окислителем, таким как вода или кислород, патент Apple перечисляет в качестве топлива боргидрид натрия, силикат гидрид лития, гидрид магния и другие соединения. Патент компании следует принципам технологии британской компании, которая заявила, что разработала аккумулятор, способный продлить автономную работу iPhone до недели.

Что нужно знать о революции топливных элементов

Другой компанией, решившей отказаться от аккумуляторов в пользу топливных элементов, является один из крупнейших автопроизводителей в мире – Toyota. Это особенно удивительно, учитывая новаторский успех компании с моделью Prius, работающей, в том числе, на батарейном питании. После нескольких лет всесторонних исследований автомобильный гигант решил, что автомобили на аккумуляторах не имеют перспективы.

Непреодолимая проблема больших аккумуляторов это время, необходимое для  их полной зарядки. Даже хваленые супер-зарядки Tesla не могут сравниться по времени с обычной заправкой. При этом с учетом современных технологий, быстрая зарядка вводит массу проблем, которые устраняют технологические преимущества электрического автомобиля.

Почувствовав приближение тупика, в компании решили сделать ставку на топливные элементы и модель Mirai. В отличие от Tesla, эта машина может быть полностью заправлена всего за минут, что вполне сравнимо с бензиновыми конкурентами. Помимо этого, Lexus также запустит седан LS на топливных элементах уже в этом году.

После повышения эффективности батареи, вторым аргументом в пользу топливных элементов являются строгие законы выбросов, которые в некоторых странах касаются даже угольных электростанций. Сейчас Министерство энергетики США и FuelCell Energy Inc. Разрабатывают инновационную технологию очищения от углеродных загрязнений, которая будет поглощать диоксид азота (полученный от сжигания угля на электростанциях) и использовать его для питания 2-мегаваттного топливного элемента. Текущая версия может захватывать около 60 тонн CO2 в день.

Третий технологический сдвиг в сторону топливных элементов это разработка новых средств для создания доступного топлива. При всей своей эффективности и экологичности, топливные элементы имеют один существенный недостаток – производство газов, которые их питают, часто требует применение более традиционных источников энергии, таких как природный газ. Например, водород, содержится в воде, но, чтобы отделить его от кислорода в процессе электролиза требуется дополнительная энергия, что перечеркивает многие экологические преимущества топливных элементов.

Что нужно знать о революции топливных элементов

Тем не менее, недавно было представлено несколько перспективных разработок с целью создания новых механизмов для генерации водорода без использования природного газа. Например, исследователи из Университета Райса в Хьюстоне, штат Техас разработали сравнительно простой и недорогой способ водород от кислорода с помощью солнечного света. В основе их инновационного приспособления лежит трехслойный материал, изготовленный из алюминия, оксида никеля и золота. С помощью наночастиц золота солнечный свет, падающий на пластину, преобразуется в заряженные электроны. Эти «горячие» электроны располагаются в верхнем слое материала и используются для генерации фототока, расщепляющего воду.

Если эта система окажется коммерчески жизнеспособной и относительно эффективной, она сможет в корне изменить правила игры на энергетическом рынке, открывая новые ниши для экологически чистой энергетики.

Система Orphus
comments powered by Disqus
 
Top