Наука ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА альтернативная энергетика

Создано универсальное водородное топливо в виде пасты: дешево и удобно

09.02.2021 11:45
Просмотров: 1163

Исследователи Fraunhofer представили «Powerpaste» — пасту на основе магния, которая накапливает водородную энергию в 10 раз большей плотности, чем литиевая батарея. Она позволяет автомобилям на водородных топливных элементах возможность путешествовать дальше, чем автомобили с бензиновым двигателем, и дозаправляться всего за несколько минут!

Ученые разработали пастообразную разнеовидность водородного топлива, на порядок эффективнее классических баллонов со сжатым газом.

Обычно автомобили с водородными топливными элементами перевозят водородное топливо в газообразной форме, и хранится оно в баках при давлении около 700 бар. Эти резервуары довольно большие и тяжелые, что сводит на нет одно из ключевых преимуществ водорода по сравнению с сегодняшними литиевыми батареями — его более высокую плотность энергии. Высокое давление также делает водород непрактичным вариантом для двухколесных транспортных средств, таких как мотоциклы и скутеры. Наконец, баллон с горючим газом под давлением просто-напросто может взорваться в случае непредвиденных ситуаций.

Однако команда из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене придумала новый интересный способ хранения и переноса водородной энергии. Решение пришло в виде пасты Powerpaste на основе гидрида магния, которая сохраняет водород и позволяет выпускать его при необходимости даже при атмосферном давлении.

Для производства пасты магний смешивают с водородом при температуре около 350°C и давлении, в пять-шесть раз превышающем атмосферное, в результате чего образуется гидрид магния. Затем в смесь включают сложный эфир и соли металлов, чтобы получить вязкую серую массу, которую можно загружать в картриджи.

В форме пасты Powerpaste полностью стабилен при температурах до 250°C. Он несет в 10 раз больше энергии, чем литиевые батареи, и существенно больше, чем бак H2 на 700 бар, если сравнивать по весу. Исследователи говорят, что автомобили с трансмиссией Powerpaste могут рассчитывать на запас хода, «сравнимый с бензином или даже превышающий его».

Когда приходит время высвободить энергию, плунжерный механизм выдавливает пасту в камеру, где она вступает в реакцию с водой, выделяя водород с динамически контролируемой скоростью, который затем питает топливный элемент для выработки электроэнергии, необходимой для работы трансмиссии электромобиля или другое устройство. Частично впечатляющая плотность энергии пасты обусловлена ​​тем фактом, что половина выделяемого водорода поступает из воды, с которой он вступает в реакцию.

Например, для заправки скутера Powerpaste нужно вынуть картридж и заменить его на заправленный на станции техобслуживания. Таким образом, эта штука может стать чем-то вроде бутылки с розжигом для шашлыков: легко заменяемым вариантом использования чистой энергии в различных устройствах. Команда предполагает адаптировать технологию для больших дронов, тем самым увеличив время и дальность их полета, а также для портативных электроприборов, таких как, например, походный тостер или чайник.

Кстати, некоторым устройствам может быть удобнее просто закачать материал в резервуар, а не пользоваться картриджами. К ним относятся, например, автомобили и грузовики на топливных элементах, самолеты и более крупные виды техники. Инженеры уверяют, что пасту можно подавать через стандартные линии розлива с «относительно недорогим оборудованием».