Редактор Geektimes
912,9
рейтинг
23 сентября 2012 в 13:57

Японцы разработали новый тип топливных водородных элементов



Научно-исследовательская группа, в которой участвуют специалисты из трех организаций (Rohm, Aquafairy Corp., Киотский Университет), разработала легкий и практичный топливный водородный элемент. Эти элементы могут служить для зарядки смартфонов и прочих портативных устройств. По сравнению с прочими топливными элементами и аккумуляторами новое изобретение обладает рядом преимуществ.

По заявлению разработчиков, эта топливная ячейка более эффективна, чем стандартные элементы питания, менее габаритна, и более надежна. И да, она еще и не очень дорогая. В этом топливном элементе используются пластины из гидрида кальция. При заполнении элемента водой этот материал вступает в реакцию с водой, в результате чего образуется электричество. Одна пластина размером 38*38*2мм способна произвести около 4,5 литров водорода.

Достоинством подобного элемента является еще и то, что перепад рабочих температур может быть достаточно высоким. Разработка может быть полезной там, где обычные элементы питания, аккумуляторы, не могут использоваться (по той простой причине, что их нечем перезарядить). И да, эти элементы питания можно отнести к полностью безвредным, никаких вредных для окружающей среды материалов не используется, да и во время реакции с водой ничего вредного не образуется.

Очень интересно еще и то, что такой элемент, будучи запакованным в пластик, может быть использован и спустя 20 лет с момента производства.

Эти топливные элементы будут пущены в производство уже в следующем году, что является большим плюсом. Обычно подобные разработки являются либо чистым концептом, либо их планируют производить едва ли не через 50 лет. А элементы питания на основе гидрида кальция, будем надеяться, мы увидим уже в следующем году.



Via electropages
marks @marks
карма
170,7
рейтинг 912,9
Редактор Geektimes
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое

Комментарии (34)

  • +12
    Я джва года ждал.
  • +13
    Я хочу часто читать такие новости.
    Если всё в реальности совпадает с написанным — красотища.
  • +2
    Я что-то не понял. Пластина водород производит или электричество? Где её характеристики?
    • +1
      И водород, и электричество. Кратко:
      Водородно-кислородный топливный элемент с протонообменной мембраной (например, «с полимерным электролитом») содержит протонопроводящую полимерную мембрану, которая разделяет два электрода — анод и катод. Каждый электрод обычно представляет собой угольную пластину (матрицу) с нанесенным катализатором — платиной, или сплавом платиноидов и др. композиции.

      На катализаторе анода молекулярный водород диссоциирует и теряет электроны. Протоны проводятся через мембрану к катоду, но электроны отдаются во внешнюю цепь, так как мембрана не пропускает электроны.

      На катализаторе катода молекула кислорода соединяется с электроном (который подводится из внешних коммуникаций) и пришедшим протоном, и образует воду, которая является единственным продуктом реакции (в виде пара и/или жидкости).
      • +3
        image
        • +1
          Я тоже не сразу понял. По этому описанию получается какой-то вечный двигатель.
          А на самом деле:
          Гидрид кальция + вода -> гидроксид кальция + водород
          водород используется в топливной ячейке для получения электричества.

          То есть получается очень ёмкая батарейка с 20-ти летним сроком годности.
          • 0
            вода->электричество чтоли?
            • 0
              ну, с преобразованием реактива одного
            • +3
              Ну вы карбид в детстве в лужи бросали?
              Тут почти тоже самое.
          • +4
            Прошу прощения, но вынужден Вас разочаровать.
            В статье идет речь о сроке хранения 20 лет. А «годность» — одноразовая.
            То есть выдаст 4,5 литра водорода — и все, в утиль.
            А 4,5 литра водорода при 100%-м КПД дадут около 7 ватт-часов электроэнергии.
            В действительности водородно-воздушный топливный элемент имеет КПД 40%.
            То есть описанный девайс выдаст один раз 2,8 ватт-часа.
            Для сравнения литий-полимерный аккумулятор емкостью 2 ампер-часа «выдает на гора» примерно столько же, но допускает сотни циклов заряда.
            Что касается топливной ячейки, ее срок службы в статье скромно не упоминается.
            • 0
              Я и написал — батарейка, а не аккумулятор.
              Я так понял, этот девайс разрабатывается как источник питания для экстренных случаев, а не для постоянного применения.
            • +1
              Все зависит от того, сколько оно стоит. Если дешево, то не вижу проблем, почему бы не купить пачку в путешествие.
              • 0
                Подозреваю, что дешевле всего будет накупить пачку обычных самых дешевых одноразовых батареек и USB адаптер. Я своих беспроводных мышей так кормлю. Вместо аккумулятора ставлю пятирублевую батарейку АА, хватает на 2-3 недели и никакой мороки с перезарядкой.
                • 0
                  Какие-то прожорливые у вас мышки.
                  У меня от мышь майкросовта от 2 АА батареек что шли в комлекте проработала чуть больше года.
                  • 0
                    Ну, например, Яббловые мыши «едят» батарейки как не в себя.
                    Мне пришлось как-то посидеть маке пару месяцев — мышь регулярно каждые 2 недели требовала новую вкусненькую батарейку.
                  • 0
                    У меня дешевенькая китайская с одной АА батарейкой.
                    И единственное оправдание такой прожорливости — она работает по 14 часов в день без выходных, да и батарейки самые дешевые.
                    А логитеховская, которой двух батареек хватало на два месяца увы сгорела.
            • 0
              Речь, вроде, идёт не о батарее, а об одной пластинке, коих в батарее могут быть сотни.
              • 0
                Речь идет о пластинке с гидритом, в которой хранится топливо. А батарея присутствует только на картинке в начале поста. Такие «топливные брикеты» вставляются в батарею по одному. А вот сколько подобных таблеток батарея сможет съесть за свою жизнь в статье не говорится.
        • +1
          Попробую проще.

          Традиционно химическая энергия преобразуется в электрическую так: химическая -> тепловая -> механическая -> электрическая (двигатель -> генератор). Но можно обойтись прямым преобразованием химическая -> электрическая, исключив потери энергии на двух преобразованиях. По этому принципу и работают топливные элементы.

          Мы забираем у водорода электрон на катализаторе анода, протон проникает через мембрану к катоду (электроны мембрана не пропускает) и на катализаторе катода протоны соединяются с кислородом, а электроны уже по внешней цепи бегут от анода к катоду, т.к. между ними возникла разность потенциалов. После этого кислород, протоны и электроны образуют молекулу воды. Тонкости электрохимии я не объясню, т.к. не знаю их :) А во внешнюю цепь и включается нагрузка.

          Поясняющее видео:

          Кроме того топливные элементы можно использовать как аккумулятор.

          Еще видео:

          За счет меньшего количества преобразований энергии получаем больший КПД, в универе на далеко не новом топливном элементе 20% — вполне реально.

          А гидрид кальция здесь нужен для получения водорода, т.к. при его реакции с водой (а вода — это побочный продукт работы топливного элемента) образуется водород и гидроксид кальция (гашёная известь).
  • –10
    Японцы много чего уже изобрели. Но пока есть неэволюционировавшие люди, для которых цель в жизни — зарабатывание денег природными ресурсами земли, мы будем жить временем мирного атома.
    • +5
      А «мирный атом», я так понимаю, это уже примитив и вчерашний день?
      Э-э-э… ну вы даёте.
      • +2
        Судя по всему, имеется в виду, что как только все станут высокоморальны — так сразу разрешатся все инженерно-технические проблемы с управляемым термоядерным синтезом, ITER станет сразу ненужен и наступит всеобщее благолепие и растворение в воздусях.

        Вот только боюсь, что с УТС разберутся раньше.
    • +4
      Япония — третья в мире страна по абсолютным объемам производства ядерной электроэнергии. Больше России.
      • –8
        И у вас до сих пор атом МИРНЫЙ?
        • 0
          Даже плутоний может идти в дело.
          Вдобавок, Японии запрещено владеть наступательным оружием, поэтому, ядерное оружие в ней не производится.
  • +1
    Я уже добрую треть жизни постоянно слышу о революционных разработках в области источников питания. Интересно, увижу я хоть один при жизни? А пока от розетки стараюсь держаться на расстоянии полудня.
    • 0
      Обычно такие новости не сопровождаются демонстрацией реальных образцов, в отличии от данной — здесь даже есть готовые к массовому производству устройства.
    • +2
      Вам просто не повезло.
      Я такой источник пользовал лет десять.
      В трофейном немецком фонарике.
      Никаких розеток-батареек. Светил, пока рука не уставала!
      • 0
        А-ля Фонарь-жук что ли?
        • 0
          Точно, он самый.
          Недорогой, долговечный, а заодно еще и кистевой эспандер.
  • 0
    А я все надеюсь, что японцы изобретут преобразователь бензина в электричество, исключая механический этап. Или спирт. Короче, то, что можно добыть отдельно, а не в виде высокотехнологичного слоеного пирога.
    • 0
      Хотя, японцам это, наверное, нафиг не надо.
    • +1
      Метанол-воздушные топливные элементы существую уже четверть века.
      Но пока они не конкурентоспособны — велики и дороги.
  • 0
    Основная проблема водородных элементов — это хранение водорода. Вполне логично не хранить водород, а получать его на месте и сразу использовать.

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.