Створена крихітна паливна комірка в світі

Інженерами-хіміками США був створений найкомпактніший у світі елемент живлення на основі паливної комірки, розміром 3 мм. Майбутні модифікації крихітного водневого модуля живлення можуть замінити батареї в портативних пристроях.

Паливні комірки здатні запасати більшу кількість енергії, ніж існуючі батареї, займаючи таке ж простір. Навіть самі передові батареї мають на порядок менше значення питомої енергії, ніж у накопичувача водневого палива. Однак поки простіше створювати саме батареї малого розміру, а не помпи і контролюючу електроніку для паливних осередків. А малорозмірні помпи часто споживають більше енергії, ніж виробляють.



"Установка помпи, датчика тиску і електроніки для контролю системи в такому малому обсязі не практична", - говорить Саїд Могхаддам (Saeed Moghaddam) з Університету Іллінойсу. "До того ж, якщо вони все-таки зможуть виробляти енергію, їх споживання ймовірно буде перевищувати обсяг енергії, що генерується". Тому Могхадамм разом зі своїми університетськими колегами включився в роботу над створенням такої конструкції малюсіньких паливних елементів, яка б дозволяла генерувати енергію, що не споживаючи її на власні потреби.

Новий пристрій має всього 4 елемента. Тонка мембрана відокремлює водний резервуар зверху від камери з метал-гидридом, розташованої під ним. Ще нижче розташовані електроди. Невеликі отвори в мембрані дозволяють молекулам води проникати в сусідню камеру у вигляді пари. Потім пари води вступають в реакцію з метал-гидридом, в результаті якої утворюється водень. Він заповнює цю камеру і чинить тиск на мембрану знизу, і отвори в мембрані перекриваються. Водень поступово витрачається в результаті протікання реакцій на електродах для отримання електричного струму. Потім тиск водню падає, і вода знову починає надходити в камеру для здійснення подальших реакцій.

Це пристрій розміром всього 3 х 3 мм і товщиною в 1 мм невагоме, а контроль над надходженням води здійснюється автоматично. При цьому осередок зберігає працездатність при трясці, що дає можливість використовувати її в кишенькових пристроях. Перший зразок генерував напругу 0,7 В і струм величиною 0,1 мА протягом 30 годин, але Могхаддам каже, що останні версії видають вже 1 мА при тій же напрузі. Але цього не вистачить для живлення мобільних телефонів, які використовують батареї на кілька вольт, а ось в простих електронних системах і Мікроробот їх уже цілком можна використовувати.

"Всього 9 мм 3 - це безумовно дуже небагато", - говорить Стів Арскотт (Steve Arscott) з Університету Лілля, експерт в паливних мікроячейках. "Однак потужність цих осередків занадто мала, щоб вони могли бути дійсно корисні", - додає Арскотт. Його власні паливні мікроячейкі використовують метанол, а не воду як джерело водню, як роблять багато мікроячейкі. При цьому її обсяг в 3 рази більше розмірів осередку Могхаддама, а її питома потужність перевищує більш ніж в 10 разів і становить 0,13 мВт / мм 2.

Але експерти вказують, що ці два пристрої не можна між собою порівнювати. Більшість паливних осередків отримують харчування ззовні, в той час як новий пристрій витрачає паливо, поміщене всередині нього. При цьому великий запас палива в осередку вимагає багато простору, що призводить до падіння питомої потужності. Однак в залежності від розмірів питома потужність нового паливного елемента все ж порівняно висока - 100 ват на літр.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!