უჯრედები ჭიანჭველა მჟავისთვის

საწვავის უჯრედებში ქიმიური ენერგიის ელექტრულ ენერგიად გარდაქმნის თეორიული ეფექტურობა შეიძლება 100%-ს მიაღწიოს. პროცენტი, მაგრამ ჯერჯერობით მათგან საუკეთესოა წყალბადი - მათ აქვთ ეფექტურობა 60% -მდე, მაგრამ ფორმულ მჟავაზე დაფუძნებულ საწვავის უჯრედებს აქვთ შანსი მიაღწიონ ამ თეორიულ 100% -ს. ისინი იაფია, გაცილებით მსუბუქია ვიდრე წინა და, ჩვეულებრივი ბატარეებისგან განსხვავებით, იძლევა უწყვეტი მუშაობის შესაძლებლობას. აღსანიშნავია, რომ დაბალი წნევის შიდა წვის ძრავების ეფექტურობა მხოლოდ დაახლოებით 20% -ია -? ამბობს დოქტორი ჰაბი. ინგლისური ანდჟეი ბოროძინსკი IPC PAS-დან.

საწვავის უჯრედი არის მოწყობილობა, რომელიც გარდაქმნის ქიმიურ ენერგიას ელექტროენერგიად. დენი წარმოიქმნება უშუალოდ საწვავის წვის შედეგად უჯრედის ანოდსა და კათოდში გამოყენებული კატალიზატორების თანდასწრებით. წყალბადის უჯრედების პოპულარიზაციის ყველაზე დიდი დაბრკოლება წყალბადის შენახვაა. ეს პრობლემა ტექნიკური თვალსაზრისით უკიდურესად რთული აღმოჩნდა და ჯერ კიდევ არ არის მოგვარებული დამაკმაყოფილებელი გადაწყვეტილებებით. წყალბადის უჯრედებს კონკურენციას უწევს მეთანოლის უჯრედები. თუმცა, მეთანოლი თავისთავად მომწამვლელი ნივთიერებაა და ელემენტები, რომლებიც მას მოიხმარენ, უნდა აშენდეს ძვირადღირებული პლატინის კატალიზატორების გამოყენებით. გარდა ამისა, მეთანოლის უჯრედებს აქვთ დაბალი სიმძლავრე და მუშაობენ შედარებით მაღალ და, შესაბამისად, პოტენციურად საშიშ ტემპერატურაზე (დაახლოებით 90 გრადუსი).

ალტერნატიული გამოსავალი არის ჭიანჭველა მჟავას საწვავის უჯრედები. რეაქციები მიმდინარეობს ოთახის ტემპერატურაზე და უჯრედის ეფექტურობა და ძალა აშკარად უფრო მაღალია, ვიდრე მეთანოლი. გარდა ამისა, ჭიანჭველა არის ნივთიერება, რომლის შენახვა და ტრანსპორტირება ადვილია. თუმცა, ჭიანჭველა მჟავას უჯრედის სტაბილური მუშაობა მოითხოვს ეფექტურ და გამძლე კატალიზატორს. ჩვენ მიერ თავდაპირველად შემუშავებულ კატალიზატორს უფრო დაბალი აქტივობა აქვს ვიდრე აქამდე გამოყენებული სუფთა პალადიუმის კატალიზატორები. თუმცა, განსხვავება ქრება ოპერაციიდან ორი საათის შემდეგ. Გაუმჯობესება. მიუხედავად იმისა, რომ სუფთა პალადიუმის კატალიზატორის აქტივობა მცირდება, ჩვენი აქტივობა სტაბილურია“, - ამბობს დოქტორი ბოროზინსკი.

IPC სურფაქტანტზე შემუშავებული კატალიზატორის უპირატესობა, რაც განსაკუთრებით მნიშვნელოვანია ეკონომიკური თვალსაზრისით, არის ის, რომ ის ინარჩუნებს თავის თვისებებს დაბალი სისუფთავის ჭიანჭველა მჟავაში მუშაობისას. ამ ტიპის ჭიანჭველა მჟავა ადვილად წარმოიქმნება დიდი რაოდენობით, მათ შორის ბიომასისგან, ამიტომ ახალი უჯრედებისთვის საწვავი შეიძლება ძალიან იაფი იყოს. ბიომასისგან მიღებული ჭიანჭველა მჟავა იქნება სრულიად მწვანე საწვავი. საწვავის უჯრედებში მისი მონაწილეობით წარმოქმნილი რეაქციების პროდუქტებია წყალი და ნახშირორჟანგი. ეს უკანასკნელი არის სათბურის გაზი, მაგრამ ბიომასა მიიღება მცენარეებისგან, რომლებიც შთანთქავენ მას ზრდის დროს. შედეგად, ჭიანჭველა მჟავის წარმოება ბიომასიდან და მისი მოხმარება უჯრედებში არ ცვლის ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის რაოდენობას. ასევე დაბალია ჭიანჭველა მჟავით გარემოს დაბინძურების რისკი.

ჭიანჭველა მჟავას საწვავის უჯრედები ბევრ გამოყენებას იპოვის. იქნება მათი სარგებლობა განსაკუთრებით მაღალი პორტატულ ელექტრონულ მოწყობილობებში? მობილური ტელეფონები, ლეპტოპები, GPS. ეს ელემენტები ასევე შეიძლება დამონტაჟდეს, როგორც ენერგიის წყარო მანქანებისთვის, დაწყებული ინვალიდის ეტლებიდან ელექტრო ველოსიპედებსა და იახტებამდე.

IPC PAS-ში ახლა იწყება კვლევა ჭიანჭველა მჟავას საწვავის უჯრედებისგან აგებულ პირველ ბატარეებზე. მეცნიერები ვარაუდობენ, რომ კომერციული მოწყობილობის პროტოტიპი რამდენიმე წელიწადში მზად იქნება.

ფიზიკური ქიმიის ინსტიტუტის პან-ის მასალებზე დაყრდნობით