Celulele de combustibil sunt libere de la priza de putere

vorbesc despre apariția alternativă la bateriile convenționale timp de mulți ani, efectuate pe dispozitive mobile, dar puțini care le-a văzut în viață. Ne-am întâlnit cu Boris Iliusin - un om care știe totul despre celule de combustibil și să le dezvolte în România

În 1839, Sir Vilyam Grov (William Robert Grove), care efectuează un experiment cu un alt electroliza apei observat ca electrozii secreta in mod activ absorbi de gaz și de a genera curent electric, în ciuda faptului că baia electrolitică este deconectat de la baterie electrică. El a început să observe acest fenomen, iar mai târziu, în 1843, a dezvoltat prima celulă de combustibil.

Pentru a vorbi despre starea actuală a afacerilor în domeniul pilelor de combustie și aplicarea lor în viața reală, ne-am întâlnit cu cercetătorul principal al Institutului de Termofizică. Institutul de Termofizică SB RAS, doctor în fizică și Științe Matematice Boris Borisovici Iliușin.

Alla Arshinova: Boris, dacă nu te superi, să începem cu faptul că o celulă de combustibil și cum funcționează?

B. B. Iliusin: Într-o celulă de combustibil, spre deosebire de baterii și acumulatori, combustibil și oxidant sunt alimentate din exterior. Prin urmare, acesta este singurul mediator în reacție, și în condiții ideale, ar putea rula practic pentru totdeauna. Eficiența acestei tehnologii, în care elementul este o conversie directă a energiei eliberate în timpul oxidării combustibilului în energie electrică. În arderea directă a combustibilului este oxidat de oxigen, iar căldura eliberată atunci când acest lucru se întâmplă pentru a efectua o muncă utilă.

In celula de combustibil, la fel ca în baterii, reacția de oxidare a combustibilului și de reducere a oxigenului sunt spațial separate, iar procesul de „ardere“ are loc numai atunci când elementul trimite un curent la sarcina. Este ca un generator diesel, dar fără a motorului diesel și generatorul. De asemenea, fără fum, zgomot, supraîncălzire, și cu o eficiență mult mai mare. Acest lucru se explică prin faptul că nu există dispozitive mecanice intermediare.

Alla Arshinova: Din câte știu, se apropie la dezvoltarea celulelor de combustibil diferă.

B. B. Iliusin: Ca agent de oxidare utilizat aici oxigen, care este luată de obicei în timpul funcționării aerul ambiental. În ceea ce privește combustibilul, acesta poate fi un astfel de număr de substanțe - hidrogen, metanol, hidrură de bor, zinc, aluminiu și altele. Prin urmare, elementele combustibile pot fi grupate în combustibil prin referire la electrolit (solid - lichid, acid - alcalin); temperatură (temperatură înaltă și joasă); putere, dimensiune. Toate tipurile de listă chiar și unele incomod.

Alla Arshinova: Și în cazul în care poate fi utilizat nivelul actual de dezvoltare a elementelor de tehnologie?

B. B. Iliușin: Din cauza costurilor ridicate, acestea se pot găsi încă aplicație foarte limitată. De exemplu, în industria spațială.

Celula de combustibil prototip pentru o serie de nave spațiale dublu Gemeni

Cu toate acestea, producția industrială nu a fost încă ajustat, inclusiv din motive de securitate. De exemplu, metanolul, care este adesea folosit drept combustibil pentru o serie de celule de combustibil compact sunt în prezent interzise pentru a transporta la bordul aeronavei. Excepția este producția industrială de modele de hidrură de bor, care pur și simplu mai jos.

pile de combustie Toshiba care ruleaza pe metanol. Într-un astfel de plan nu poate lua

munca activă este, de asemenea, în curs de desfășurare cu privire la utilizarea de celule de combustibil în mașini. Dar, în timp ce astfel de surse de energie nu pot concura cu motoare cu ardere internă din motive economice.

Dar a considerat perspectiva de a folosi celule de combustibil ca o sursă de alimentare de rezervă de până la 2-10 capacitate de kW. Acestea pot fi folosite în căsuțe, facilități de comunicare, de semnalizare și medicină.

Alla Arshinova: Mulți sunt preocupați de problema - daca celulele de combustibil sunt o alternativă la baterii în dispozitive mobile?

Alla Arshinova: Ce împiedică utilizarea de celule de combustibil în vehicule electrice?

BB Iliușin: Beneficiile electrice cu celule de combustibil - este prietenoasă în primul rând de mediu și independența față de combustibilii de hidrocarburi. Astfel, pentru produsul de combustie de hidrogen al celulei de combustibil este apa pura. Cu toate acestea, chiar producția de hidrogen nu este ecologic. In acest moment se produce fie prin consumarea unei cantități semnificative de putere sau a acelorași hidrocarburi. Prima metodă utilizează energie electrică, care este produsă în principal în centralele termice cu emisii semnificative.

Aceasta este, absența emisiilor nocive de vehicul este compensat emisiile provenite de la centralele termice. Desigur, pe termen lung pentru această tehnologie poate fi folosită cu utilizarea energiei hidroelectrice, eoliene, energia nucleară, solară. Dar restructurarea industriei energetice nu se poate întâmpla pentru 10 sau chiar 50 ani! Cu toate acestea, excluderea emisiilor nocive în oraș (cu masina), localizarea acestor emisii în locurile în mod condiționat în condiții de siguranță în afara orașului, în centralele termice, se va îmbunătăți în mod semnificativ situația ecologică în marile orașe. Deci, acum lucrează în mod activ la crearea masinii electrice urbane pe TE.

În ceea ce privește vehiculul electric. Presupunând că o rețea foarte rapidă de benzinării vor fi dezvoltate pentru celule de combustibil, precum și în prezent pentru motoarele cu ardere internă, principalii factori de limitare sunt siguranța (mai ales când este vorba de eliberare de hidrogen), în greutate și o capacitate de combustibil pe 500 de kilometri, precum și costul Element, tehnologii de stocare a combustibilului și întreținerea acestora. In timp ce vehiculele electrice pierd aceste vehicule indicatori cu motoare cu ardere internă.

Alla Arshinova: Nu este un secret faptul că, în Institutul de Fizica termică a celulelor de combustie sunt dezvoltate pe baza de aluminiu și bor tip hidrură. Ceea ce ei sunt pentru?

pile de combustie compacte la „hidrură de bor“ am făcut împreună cu compania Medis și a plecat din eșantionul de laborator pentru producția industrială într-o instalație în Irlanda.

Am reușit să reducă în mod semnificativ prețul unei celule de combustibil compact, trece la un alt tip de combustibil - aluminiu. În primul rând, pentru aluminiu este atât anod și combustibil. Această simplificare a construcției, și prin urmare reduce tehnologia de asamblare a costurilor din cauza absenței unuia dintre electrozi - anod (electrozi cuprind de obicei catalizatori costisitori). În al doilea rând, utilizarea nanostructurilor de carbon în catod produse folosind o tehnologie dezvoltată în institutul nostru, a permis să excludă catalizatori scumpi, cum ar fi platină sau paladiu. Acesta a fost în măsură să îmbunătățească în mod semnificativ siguranța operării, depozitarea și transportul celulei de combustibil. Scăderea ca urmare a prețurilor în monoterapie.

Pe stânga, schema tradițională a celulei de combustibil, dreapta - a dezvoltat la Institutul de Termofizică. S. S. Kutateladze și utilizând aluminiu

Alla Arshinova: Și care este specificitatea de celule de combustibil hidrogen? dacă problema lor de securitate este rezolvată?

BB Iliușin: Așa cum am spus mai devreme, specificul utilizării hidrogenului este în primul rând în performanțele sale de mediu. Celulele de combustie cu hidrogen în sine sunt încă destul de scumpe, dar peste tot în lume, lucrează activ la mai ieftin lor. O altă problemă - este stocarea hidrogenului și siguranța acestuia. În opinia mea, este cel mai ieftin și mai sigur mod - stocarea într-o stare legată chimic. Adică, combustibilul este stocat într-o substanță stabilă sigură din care hidrogenul se obține prin, după caz. Cu toate că această metodă necesită disponibilitatea unor dispozitive speciale - generatorul de hidrogen al combustibilului sursă, cu toate acestea, se pare mai promițător decât, de exemplu, tehnologia de stocare criogenice sau stocarea hidrogenului sub presiune ridicată.

Alla Arshinova: tragerea la sorți, vă rugăm să perspective de celule de combustibil, în general, dacă acestea pot concura cu sursele mobile tradiționale de energie?

BB Iliusin: Pe termen scurt, celule de combustibil va acționa ca o alternativă la sursele de energie tradiționale. Ei au propriile lor de consum de nișă, care, pe măsură ce tehnologia se maturizează, va fi extins. Acest ritm de dezvoltare este dependentă în mare măsură de prețul hidrocarburilor și agravarea problemelor de mediu. În același timp, va îmbunătăți performanța și sursele de energie convenționale. Deci, eu nu cred ca celulele de combustibil înlocui complet, cum ar fi bateriile. Dar ei concurează cu ei, fără îndoială, va face în viitorul apropiat.

Conținut legat de:

Consimțământul la prelucrarea datelor cu caracter personal