Мощность топливных батареек увеличена на 50%

22 мая 2008

smart

Ученые Массачусетского технологического университета (Massachusetts Institute of Technology ? MIT) создали новый материал, разрешающий расширить эффективность топливных ячеек на 50%.

Наравне с простым аккумулятором, несложная топливная ячейка складывается из трех элементов: анода (хорошего электрода) и катода (отрицательного электрода), отделенных друг от друга электролитом, а при топливной ячейки ? полимерной электролитной мембраной. Принципиальное отличие между топливной ячейкой и аккумулятором содержится в том, что последнюю достаточно легко зарядить ? для этого в нее необходимо загрузить всего лишь новую порцию «горючего».

С целью проведения изучений инженерами MIT была выбрана ячейка с прямой подачей метанола (DMFC). Она занимательна тем, что при ее работе выделяются безвредные вещества ? углекислый газ и вода, причем последний ? в маленькой пропорции. Жидкий метанол легко транспортировать, в отличие от газообразного водорода, что необходимо сжимать.

Метанол не воспламеняется, не взрывается и владеет высокой энергетической плотностью.

Согласно мнению ученых, как раз элементы питания на базе метанола в будущем будут снабжать электрической энергией портативные электронные устройства, такие, как мобильные телефоны, плееры, ноутбуки и т.д. Однако, конструкция современных ячеек DMFC далека от совершенства. К примеру, применяемая в них электролитная мембрана «Нафион» (Nafion), созданная компанией DuPont в 1960-х гг., частично пропускает поданный в ячейку метанол.

Функция мембраны содержится в пропускании лишь только положительно заряженных ионов водорода, мешая протеканию метанола. Протекший через мембрану метанол не идет на производство электрического тока, благодаря чего эффективность элемента питания падает.

Созданный в Массачусетсе новый материал мембраны владеет на два порядка меньшей проницаемостью, другими словами мешает нежелательному протеканию метанола в основном, чем мембрана, применяемая сейчас. Наряду с этим проводимость катионов водорода сохраняется высокой. В лабораторных тестах по окончании установки новой мембраны было отмечено повышение мощности топливной ячейки на 50%.

«Массачусетская мембрана» увеличит эффективность топливного элемента в полтора раза

Для изготовления мембраны была использована относительно новая разработка послойного наложения, разрешающая регулировать ее структуру с точностью до нескольких нанометров. Не обращая внимания на более сложный процесс, ученые уверяют, что изготовить такую мембрану дешевле. По словам главы разработок Паолы Хаммонд (Paula Hammond), целью ее группы есть создание нового материала мембраны, которая будет не только действеннее, но и дешевле.

Помимо этого, созданный материал возможно применять не только в топливных ячейках, но и в современных аккумуляторных батареях, отметила Хаммонд. На данный момент ее несколько выясняет, сможет ли новая мембрана всецело заменить «Нафион».

Недавно компания Sharp сказала, что ей удалось повысить эффективность топливной ячейки в 7 раз ? до рекордного значения. Ожидается, что топливные ячейки заменят современные аккумуляторные батареи мобильных устройств.

Как минимум три компании собираются приступить к производству портативных топливных ячеек для цифровой техники в 2009 г. Это Toshiba, американская MTI Micro и русский ассоциация «Нюанс».