Розроблений спосіб виготовлення водневого палива з використанням рідкого металу
Висування водню
Прийшов час прощатися з двигуном внутрішнього згоряння. Все більше число електромобілів на дорозі сьогодні використовують літій-іонні батареї, але багато дослідників вивчають, що потенційно може бути кращим рішенням: водневі паливні елементи. Автомобілі з водневими паливними елементами несуть водень і беруть в повітря кисень, який каталізатор об'єднує для виробництва електроенергії. Проблема в тому, що вони не такі прості у виготовленні, як батареї в EVs.
Це скоро зміниться, і дослідники з Вустерского політехнічного інституту (WPI) можуть просто вирішити це.
Водневі паливні елементи важко знайти, тому що водень сам по собі не існує. Він завжди утворює з'єднання, пов'язане з киснем у воді (H2O) або з вуглецем в метані (CH4). Виділення водню з кисню, як це необхідно для створення водневого палива, є виснажливим процесом, який вимагає розділової мембрани. Раніше дослідники робили цю мембрану з паладію, дорогоцінного металу з надзвичайно високу розчинність в водні і проникністю, а це означає, що водень може легко розчинятися і проходити через нього, в той час як інші гази не враховуються. Проблема в тому, що паладій дуже дорогий, крихкий і схильний до дефектів. «якщо мембрана дуже тонка, вона стає крихкою або вона розвиває дефекти», - сказав провідний дослідник Равіндра Датта в прес-релізі. «І мембрани повинні бути без дефектів».
В дослідженні, опублікованому в журналі Американського інституту інженерів-хіміків, Датта і його колеги з WPI запропонували використовувати рідкі метали як альтернативу паладію. «Рідкі метали мають більше простору між атомами, ніж тверді метали, тому їх розчинність і рассєїваємость повинні бути вище», - пояснив Датта. Зокрема, вони перетворилися в галій, нетоксичний метал, який був рідким при кімнатній температурі.
До побачення, викопне паливо
Галій виявився значно ефективнішим, ніж паладій, але створення робочої мембрани було непростим. Розчин являє собою сендвічеве рідко-металеву мембрану або SLiMM, де рідкий галій утримується між шаром карбіду кремнію і шаром графіту. Лабораторні тести показали, що він в 35 разів більше проникний для водню, ніж паладієві мембрани.
Зображення: Вустерський політехнічний інститут (WPI) / Кертіс Сейерс
Це відкриття може стати величезним благом для нашої зростаючої галузі електромобілів. Вчені і автовиробники зрозуміли, що все повинно змінитися в тому, як ми отримуємо себе. Повинні бути розроблені більш чисті та ефективні джерела палива для транспортних засобів. Серед них електромобілі на батарейках виявилися популярною альтернативою.
Команда Датта сподівається, що їхнє відкриття може прискорити прийняття водневих паливних елементів в якості наступного кроку для EV. «Недавня зміна на електромобіль необоротна», - сказав Датта. Наступним кроком є водневі паливні елементи, які можуть пропонувати більш широкий діапазон і легше заправлятися, ніж перезаряджати батареї. Водневі осередки також мають значно меншу загальний вплив на навколишнє середовище, ніж інші електромобілі, і їх єдиними «відходами» є вода.
"[B] y, демонструючи можливість сендвічевим рідинно-металевих мембран, ми відкрили двері в перспективну нову область досліджень водневої енергії, - пояснив Датта, - оскільки існує багато інших металів і сплавів, за галієм, які є рідкими при 500 ° С. Це велике відкрите поле з точки зору того, які матеріали ви можете використовувати ».
Література: Phys.org - останні новини науки і техніки, журнал Американського інституту інженерів-хіміків
