Генераторы энергии, позволяющие заменить быстро разряжающиеся батарейки, разрабатывают в лаборатории исследования гидридных соединений Института катализа СО РАН. Из работа основана на соединении топливных элементов и водородных элементов питания.
Водород в качестве генератора энергии для топливных элементов начали активно использовать последние десять лет, пишет «Наука в Сибири». Наибольшее его содержание – в гидридах, например, амминборане (содержит до одной пятой водорода по массе). Однако генерация этого химического элемента – довольно сложная задача, прежде всего, из-за высокой температуры процесса. Также имеют место побочные реакции.
«Эти проблемы мы решаем, добавляя к амминборану стабилизирующие компоненты, – рассказал младший научный сотрудник Института катализа, аспирант Николай Кайль. – В результате повышается надежность, снижается температура процесса до 85 градусов, увеличивается скорость газогенерации, устраняется пенообразование. Но минусом данного процесса является снижение содержания водорода до 8,1% по массе. Тем не менее, этот показатель превышает самые жесткие мировые требования потенциальных потребителей на сегодняшний день (7,5%), и в нашей лаборатории продолжают разрабатываться подходы к увеличению выхода данного химического элемента».
В лаборатории института также ведется работа по созданию генераторов водорода на основе взаимодействия воды с боргидридом натрия без подвода тепла. Это делается для конструирования «водородной» батарейки с «водородными» таблетками, содержащими до 10% этого элемента по массе. Интеграция такого устройства с топливным элементом должна обеспечивать получение электричества после заправки водой – буквально из любой лужи.
«Например, турист пошел в поход, – отметил ученый. – Если он хочет использовать гаджеты, их нужно как-то заряжать. Даже самые современные аккумуляторы весят довольно много, и хватит их всего на пару дней. Здесь же ему предлагается взять с собой компактное устройство, состоящее из топливного элемента и «водородной» батарейки».
Генератор водорода подсоединяется проводом (например, USB) к топливному элементу, от которого, в свою очередь, заряжается необходимое человеку устройство. В зависимости от мощности топливного элементы меняется его размер, а объем получаемой энергии зависит от количества таблеток, взятых с собой. Топливо из водорода является экологически чистым, ведь при окислении этот химический элемент образует только воду.
«Мы уже прошли этап фундаментальных исследований. Нами были отмечены особенности каталитического гидролиза боргидрида натрия и изучена стабильность гидридсодержащих материалов, модифицированных различными добавками. Это является основой для создания «водородных» батареек и таблеток. Поддержка таких работ позволит уже через несколько лет выйти на рынок данной высокотехнологичной продукции», – сказала старший научный сотрудник лаборатории Института катализа Ольга Нецкина.
Новосибирские ученые готовят «водородную» замену батарейкам
Генераторы энергии, позволяющие заменить быстро разряжающиеся батарейки, разрабатывают в лаборатории исследования гидридных соединений Института катализа СО РАН. Из работа основана на соединении топливных элементов и водородных элементов питания.
Водород в качестве генератора энергии для топливных элементов начали активно использовать последние десять лет, пишет «Наука в Сибири». Наибольшее его содержание – в гидридах, например, амминборане (содержит до одной пятой водорода по массе). Однако генерация этого химического элемента – довольно сложная задача, прежде всего, из-за высокой температуры процесса. Также имеют место побочные реакции.
«Эти проблемы мы решаем, добавляя к амминборану стабилизирующие компоненты, – рассказал младший научный сотрудник Института катализа, аспирант Николай Кайль. – В результате повышается надежность, снижается температура процесса до 85 градусов, увеличивается скорость газогенерации, устраняется пенообразование. Но минусом данного процесса является снижение содержания водорода до 8,1% по массе. Тем не менее, этот показатель превышает самые жесткие мировые требования потенциальных потребителей на сегодняшний день (7,5%), и в нашей лаборатории продолжают разрабатываться подходы к увеличению выхода данного химического элемента».
В лаборатории института также ведется работа по созданию генераторов водорода на основе взаимодействия воды с боргидридом натрия без подвода тепла. Это делается для конструирования «водородной» батарейки с «водородными» таблетками, содержащими до 10% этого элемента по массе. Интеграция такого устройства с топливным элементом должна обеспечивать получение электричества после заправки водой – буквально из любой лужи.
«Например, турист пошел в поход, – отметил ученый. – Если он хочет использовать гаджеты, их нужно как-то заряжать. Даже самые современные аккумуляторы весят довольно много, и хватит их всего на пару дней. Здесь же ему предлагается взять с собой компактное устройство, состоящее из топливного элемента и «водородной» батарейки».
Генератор водорода подсоединяется проводом (например, USB) к топливному элементу, от которого, в свою очередь, заряжается необходимое человеку устройство. В зависимости от мощности топливного элементы меняется его размер, а объем получаемой энергии зависит от количества таблеток, взятых с собой. Топливо из водорода является экологически чистым, ведь при окислении этот химический элемент образует только воду.
«Мы уже прошли этап фундаментальных исследований. Нами были отмечены особенности каталитического гидролиза боргидрида натрия и изучена стабильность гидридсодержащих материалов, модифицированных различными добавками. Это является основой для создания «водородных» батареек и таблеток. Поддержка таких работ позволит уже через несколько лет выйти на рынок данной высокотехнологичной продукции», – сказала старший научный сотрудник лаборатории Института катализа Ольга Нецкина.
