Solut muurahaishappoa varten
Kemiallisen energian sähköenergiaksi muuntamisen teoreettinen hyötysuhde polttokennoissa voi olla 100 %. Prosentti, mutta toistaiseksi parhaita niistä ovat vety - niiden hyötysuhde on jopa 60%, mutta muurahaishappoon perustuvilla polttokennoilla on mahdollisuus saavuttaa nämä teoreettiset 100%. Ne ovat halpoja, paljon kevyempiä kuin aiemmat ja toisin kuin perinteiset akut, tarjoavat mahdollisuuden jatkuvaan toimintaan. On syytä muistaa, että matalapaineisten polttomoottoreiden hyötysuhde on vain noin 20% -? sanoo tohtori Hub. Englanti Andrzej Borodzinski IPC PAS:sta.
Polttokenno on laite, joka muuntaa kemiallisen energian sähköksi. Virta syntyy suoraan polttoaineen palamisen seurauksena kennon anodissa ja katodissa käytettyjen katalyyttien läsnä ollessa. Suurin este vetykennojen yleistymiselle on vedyn varastointi. Tämä ongelma on osoittautunut teknisesti erittäin vaikeaksi, eikä sitä ole vielä ratkaistu tyydyttävin ratkaisuin. Vetykennojen kanssa kilpailevat metanolisolut. Metanoli itsessään on kuitenkin myrkyllinen aine, ja sitä kuluttavat alkuaineet on rakennettava kalliilla platinakatalyyteillä. Lisäksi metanolikennoilla on pieni teho ja ne toimivat suhteellisen korkeassa ja siksi mahdollisesti vaarallisessa lämpötilassa (noin 90 astetta).
Vaihtoehtoinen ratkaisu on muurahaishappopolttokennot. Reaktiot etenevät huoneenlämpötilassa ja kennon hyötysuhde ja teho ovat selvästi korkeammat kuin metanolilla. Lisäksi muurahaishappo on helppo varastoida ja kuljettaa aine. Muurahaishappokennon vakaa toiminta vaatii kuitenkin tehokkaan ja kestävän katalyytin. Alunperin kehittämällämme katalyytillä on pienempi aktiivisuus kuin tähän mennessä käytetyillä puhtailla palladiumkatalyyteillä. Ero kuitenkin häviää kahden tunnin käytön jälkeen. Parantumassa. Vaikka puhtaan palladiumkatalyytin aktiivisuus laskee edelleen, meidän aktiivisuus on vakaa”, sanoo tohtori Borodzinsky.
IPC-surfaktantissa kehitetyn katalyytin taloudellisesti erityisen tärkeä etu on, että se säilyttää ominaisuutensa toimiessaan matalapuhtaisessa muurahaishapossa. Tämän tyyppistä muurahaishappoa voidaan helposti tuottaa suuria määriä, myös biomassasta, joten uusien kennojen polttoaine voi olla erittäin halpaa. Biomassasta saatu muurahaishappo olisi täysin vihreä polttoaine. Polttokennoissa sen osallistuessa tapahtuvien reaktioiden tuotteet ovat vesi ja hiilidioksidi. Jälkimmäinen on kasvihuonekaasu, mutta biomassaa saadaan kasveista, jotka imevät sitä kasvunsa aikana. Tämän seurauksena muurahaishapon tuotanto biomassasta ja sen käyttö soluissa ei muuttaisi ilmakehän hiilidioksidin määrää. Myös muurahaishapon aiheuttaman ympäristön saastumisen riski on pieni.
Muurahaishappopolttokennot löytävät monia sovelluksia. Onko niiden käyttökelpoisuus erityisen suuri kannettavissa elektronisissa laitteissa? matkapuhelimet, kannettavat tietokoneet, GPS. Nämä elementit voidaan asentaa myös virtalähteiksi ajoneuvoihin aina pyörätuoleista sähköpyöriin ja huviveneisiin.
IPC PAS:ssa alkaa nyt tutkimus ensimmäisistä muurahaishappopolttokennoista rakennetuista akuista. Tutkijat odottavat, että kaupallisen laitteen prototyypin pitäisi olla valmis muutamassa vuodessa.
perustuu fysikaalisen kemian instituutin PAN aineistoihin
