Американский ученый Пол Кенис из Иллинойского университета сконструировал первый в мире щелочной топливный элемент, в котором полностью отсутствует мембрана.
В традиционных топливных элементах, работающих, например, на водороде, кислород и топливо разделены мембраной-катализатором, одна сторона которой играет роль катода, а другая выступает в качестве анода. Вступая в реакцию с анодным слоем, водород ионизируется, электроны при этом уходят во внешнюю цепь, создавая ток, а положительно заряженные ионы, взаимодействуя с кислородом, образуют воду.
Мембрана, пропускающая через себя протоны, необходима для предотвращения смешивания находящихся по разные стороны от нее веществ. Причем нередко стоимость мембраны составляет до 40 процентов от стоимости всего топливного элемента. Кроме того, мембраны существенно ограничивают возможности конструкторов в плане выбора типа топлива. Дело в том, что мельчайшие поры, пропускающие протоны, блокируют гидроксильные ионы, что не позволяет создавать щелочные топливные элементы. Пол Кенис утверждает, что нашел способ решения обеих проблем.
Как сообщает New Scientist, предложенная технология основана на свойствах ламинарных потоков. Кенису удалось заставить топливо и обогащенную кислородом воду течь по одному тончайшему каналу, не смешиваясь. При этом между двумя потоками обеспечивалась диффузия заряженных частиц. Прототип нового топливного элемента имеет размеры 30 х 1 х 1 мм, а его выходная мощность составляет 0,25 Вт. В ходе демонстрации необычный источник питания использовался для подачи энергии крошечному вентилятору. Для увеличения мощности, по мнению исследователя, можно объединять в единый массив сотни лишенных мембран топливных элементов. Кроме того, в настоящее время ученый работает над улучшением КПД своего изобретения. В перспективе щелочные топливные элементы могут стать заметно эффективнее традиционных водородных.
Источник:Компьюлента