Горивните клетки са свободни от контакта

говорим за появата на алтернатива на конвенционалните батерии в продължение на много години, извършвани на мобилни устройства, но малцина, които ги гледаха жив. Срещнахме се с Борис Илюшин - човек, който знае всичко за горивни клетки и да ги развива в България

През 1839 г., Sir Vilyam Grov (Уилям Робърт Grove), провеждане на експеримент с друга вода електролиза забелязах, че електроди секретират активно поглъщат газ и да генерират електрически ток, независимо от факта, че електролитна вана е изключен от електрическата батерия. Той започна да се наблюдава това явление, а по-късно, през 1843 г., разработена първата горивна клетка.

С цел да се говори за текущото състояние на нещата в областта на горивните клетки и тяхното приложение в реалния живот, се срещнахме с водещия изследовател от Института по Thermophysics. Институт по Thermophysics SB RAS, доктор на Физически и Математически науки Борис Borisovich Илюшин.

Алла Arshinova: Борис, ако нямате нищо против, нека започнем с факта, че една горивна клетка и как работи?

Б. В. Ilyushin: В горивна клетка, за разлика от батерии и акумулатори, гориво и окислител се доставят от външната страна. Съответно, това е единственият посредник в реакцията и при идеални условия, може да работи на практика вечно. Ефективността на тази технология в този елемент е пряко преобразуване на енергията, освободена при окисляването на горивото в електричество. В директен изгаряне на горивото се окислява с кислород, и топлината, отделена при това ще извърши полезна работа.

В горивната клетка, като в батерии, гориво от окислителната реакция и намаляване на кислород са пространствено разделени, и процеса на "изгаряне" се извършва само когато елементът изпраща ток към товара. Тя е като дизел генератор, но без дизеловия двигател и генератор. Също без дим, шум, прегряване и с много по-висока ефективност. Това се обяснява с факта, че не са налице междинни механични устройства.

Алла Arshinova: Доколкото ми е известно, подходи за развитие на горивните клетки се различават.

Б. В. Ilyushin: Като окислител се използва в него кислород, което обикновено се приема по време на работа на околния въздух. По отношение на гориво, може да бъде такъв брой вещества - водород, метанол, борен хидрид, цинк, алуминий и др. Затова горивните елементи могат да бъдат групирани в гориво чрез позоваване на електролита (твърдо вещество - течност, кисела - алкална); температура (висока и ниска температура); мощност, размер. Всички типове дори изброим някои неловко.

Алла Arshinova: А къде може да се използва сегашното ниво на развитие на технологиите елементи?

Б. Б. Илюшин: Поради високата си цена, те са все още се откриват много ограничено приложение. Така например, в космическата промишленост.

Клетката за прототип на гориво за космически кораби серия двойно Близнаци

Независимо от това, промишленото производство все още не е коригирана, включително поради съображения за сигурност. Например, метанол, който често се използва като гориво за компактен горивни клетки в момента са забранени за извършване на самолета. Изключение е промишленото производство на модели бор хидридни, които просто по-долу.

Toshiba горивна клетка, която работи на метанол. В такъв самолет не може да се

Активна работа също е в ход за използване на горивни клетки в автомобили. Но докато тези енергийни източници не могат да се конкурират с двигатели с вътрешно горене по икономически причини.

Но смята перспектива за използване на горивни клетки като резервен източник на захранване до 2-10 капацитет кВт. Те могат да бъдат използвани в къщи, комуникационни съоръжения, сигнализация и медицината.

Алла Arshinova: Много сме загрижени за проблема - дали горивните клетки са алтернатива на батерии в мобилни устройства?

Алла Arshinova: Какво пречи на използването на горивни клетки в електрически превозни средства?

BB Илюшин: Предимства на електрически за горивни клетки - това е най-вече опазването на околната среда и независимост от въглеводородни горива. Така водород горене продукта от горивната клетка е чиста вода. Въпреки това, много производство на водород не е екологично чист. В момента се произвежда чрез консумация на значително количество енергия, или на същите въглеводороди. Първият метод използва ток, който се произвежда главно в топлоелектрически централи с значителни емисии.

Това означава, че липсата на вредни емисии от превозното средство се компенсира емисиите от топлоелектрическите централи. Разбира се, в дългосрочен план, за тази технология може да се използва с използването на ядрена, водна, вятърна, слънчева енергия. Но преструктуриране на енергийния отрасъл не може да се случи в продължение на 10 или дори 50 години! Независимо от това, с изключение на вредните емисии в града (с кола), установяването на тези емисии в условно безопасни места извън града, в топлоелектрическите централи, ще се подобри значително екологичната обстановка в големите градове. Така че сега активно работи за създаването на градски електрически автомобил на ТЕ.

Що се отнася до електрически автомобил. Ако приемем, че много бърза мрежа от бензиностанции ще бъдат разработени за горивни клетки, както и сега, за двигатели с вътрешно горене, основните фактори, затрудняващи са на безопасността (особено когато става въпрос за освобождаване водород), тегло и обем на гориво на 500 километра, както и на разходите за елемент, технологии за съхранение на гориво и тяхната поддръжка. Докато електрически превозни средства се губят тези показатели превозни средства с двигатели с вътрешно горене.

Alla Arshinova: Не е тайна, че в Института по Thermal физика на горивни клетки са разработени на базата на алуминий и бор тип хидрид. Какви са те за?

Компактни горивни клетки на "бор хидрид", което направихме заедно с компанията Medis и отиде от лабораторната проба за промишленото производство в завода в Ирландия.

Успяхме да се намали значително цената на един компактен горивна клетка, преминете към друг вид гориво - алуминий. Първо, за алуминий е както анода и горивото. Това опростяване на конструкцията, и следователно намаляване на технологията на разходите монтаж поради отсъствието на един от електродите - анода (електроди обикновено съдържат скъпи катализатори). На второ място, използването на въглеродни наноструктури в катода, произведени с помощта на технология, разработена в нашия институт, разрешено да изключи скъпи катализатори, като платина или паладий. Това беше в състояние значително да подобри безопасността на експлоатация, съхраняване и транспортиране на горивните клетки. Намалено в резултат на цена сам.

От ляво на традиционната схема на горивната клетка, нали - разработена в Института по Thermophysics. S. S. Kutateladze и използване на алуминий

Алла Arshinova: А каква е спецификата на водородни горивни клетки? дали проблемът им сигурност е решен?

BB Илюшин: Както казах по-рано, спецификата на използването на водород е на първо място в екологичното му представяне. Самите водородни горивни клетки са все още доста скъпи, но по целия свят, работещи активно за тяхното по-евтино. Друг проблем - е съхранение на водород и неговата безопасност. По мое мнение, това е най-евтиният и най-сигурният начин - съхраняване в химически свързано състояние. Това означава, че горивото се съхранява в защитен стабилно вещество, от която водород се получава чрез, както е подходящо. Въпреки че този метод изисква наличието на специални устройства - на водороден генератор на източник гориво, въпреки че изглежда по-обещаваща, отколкото, например, криогенна технология за съхранение, или за съхранение на водород под високо налягане.

Алла Arshinova: Draw, моля, перспективите за горивни клетки като цяло, независимо дали те могат да се конкурират с традиционните мобилни източници на енергия?

BB Илюшин: В краткосрочен план, горивни клетки ще действат като алтернатива на традиционните енергийни източници. Те имат своя собствена консумация ниша, която, развиването на технологията, ще бъде разширен. Този темп на развитие до голяма степен зависи от цената на въглеводороди и влошаване на екологични проблеми. В същото време тя ще се подобри производителността и конвенционални енергийни източници. Така че аз не мисля, че горивните клетки напълно да замени, като например батерии. Но те се конкурират с тях, без съмнение, ще направи в близко бъдеще.

Допълнително съдържание:

Съгласие за обработването на лични данни