Горивните клетки за хората

Miracle-батерия, работи по най-разпространените в вселена химичен елемент - водород, се превръща в реалност. Нов тип катализатор без платина значително да намали цената на водородни горивни клетки - обещава енергийни източници с обхвата на автономна власт и щадящи околната среда превозни средства до преносими компютри и мобилни телефони.

Изследователският екип от от Националната лаборатория Лос Аламос (САЩ) заяви, че тя е в състояние да получи евтин, ефективен и траен катализатор, без да използвате скъпи платина за електрохимични клетки гориво работи на водород-кислород цикъл. Въпреки, че това е най-екологично чисти устройства, които осигуряват гориво енергия химична връзка пряко превръщане в електричество.

Единственият продукт на реакцията възникващи в елементите от този тип, с изключение разбира се в съответния сектор на свободни електрони е вода.

Принципът на работа на тип // Academic клетка водород кислород електрохимична гориво
theregister.co.uk

Необходимостта от използване на платина в структурата на водород гориво клетка се диктува от физиката на процеси, протичащи в него. Основната задача на електрохимична клетка гориво - насочване на свободни електрони, възникващи по време на реакцията на редокси, директно да извърши операция, заобикаляйки етап на интензивно горене, както се случва при класическите топлинна енергия генератори, работещи на въглероден окисление.

В резултат на това "термичен изключвател" трябва да бъде много ефективно "студено горене" (в този случай водород горене) при ефективност по-голяма от ефективността на топлогенератори, където се губи голямо количество енергия по време на междинните етапи на течност отопление работа, механичната работа (spinup турбина) или просто разсейва в околната среда.

В изпълнение на горивна клетка на нетривиален проблем за постигане на "студено изгаряне" се провежда в три етапа.

Още:

В анода на клетката покрита със слой от катализатор, гориво (в нашия случай - водород) дисоциира бързо, т.е., като електроните, които влизат външната верига да работят, се разпада в йони (протони). В другия край на веригата са подходящи електрони към катода, където те също с помощта на катализатор добавя окислител - кислород. След провеждане йон електролитен слой родословни йони от анода към катода където електрони рекомбинират с водородните атоми и - се образува вода.

Както можем да видим, ефективността на горивната клетка зависи от два основни елемента - електроди с катализатори и електролит функция.

Още:

За да се намалят разходите, повишаване на ефективността и разширяване на прозореца на режима на работа в момента се хвърля всички основни сили на разработчиците. Така, течният електролит не е замени специален полимерна мембрана, може да премине само йони, което позволява да се намали размера на клетки на пазара приемливо, когато те се използват в мобилни приспособления. В идеалния случай, батерията на тези елементи трябва да бъде в размер на кибрит с сменяем патрон гориво, или дори по-малко.

Що се отнася до електрода катализатори, които фокусират своята инженерна персонала смятат, че Националната лаборатория Лос Аламос, има основна пречка остава платина.

Проблемът, всъщност, не е метал, който проявява отлична стабилност и ефективни каталитични качества в подходящи температура и влажност, както и неговата цена, която достига до две хиляди долара за тройунция (около 28 грама), което прави водородни прекрасни елементи не е популярна удоволствие , Освен това, в света платинени резерви са ограничени, а това е достатъчно на общите условия за ползване на горивни клетки за не повече от 40-50 години.

След преминаване през няколко алтернативни изпълнения, американски химици намерени още nonplatinum катализатор рецепта - те се оказа композитен състав от кобалт, желязо и въглерод, получен чрез строго специфична технология, включваща полианилин - полимер с електронна проводимост поради специфични азотни връзки между пръстените.

Още:

Евтини, демократичен катализатор в действителност се оказа доста добър като платина. Освен това, крайната окислителна реакция за образуване на вода е участието му от най-пълен цикъл окисление без страничен изход на водороден прекис за лек полимер мембрана е крайно нежелателно. Друг хубав бонус е стабилно поведение катализатор в цикъл на захранване на тока, което е много важно, тъй като режимите, в които горивните клетки и трябва да работят, за енергийните доставки на всички видове мобилни устройства.

доклади успех, обаче, малко замъглен факт, че nonplatinum катализатор намерено досега само един от двата електрода на горивната клетка - това, което води до крайния окислителната реакция за образуване на вода. Но тук не е без бонус: поради спецификата на реакцията на този електрод платина за производството му изисква много повече от това, за разлагането на водород в протони, произтичащи по-бързо. Ето защо, спестяванията от замяната на платина на евтини компоненти ще са по-значителни.