Немецкие ученые разработали уникальное топливо на водородной основе

0 0

Исследователи разработали топливо на водородной основе, которое подходит для небольших транспортных средств. Оно создано на основе твердого гидрида магния, хранящего водород при комнатной температуре и атмосферном давлении, а при необходимости водород высвобождается для использования. Топливо имеет высокую плотность хранения энергии, сопоставимую с бензином или даже превосходящую его.

Автомобиль будущего может приводиться в движение топливным элементом, работающим на водороде — одним из самых перспективных вариантов замены бензина, газа и других видов топлива на основе углеводородов. Многие будущие проекты основаны на использовании водорода. Однако, транспортировка водорода довольно сложна. Во-первых, требуются тяжелые и дорогие баллоны. Во-вторых, это небезопасно, так как смесь воздуха и водорода очень взрывоопасна. Таким образом, прежде чем водородную технологию можно будет широко использовать, необходимо преодолеть различные препятствия. И одно из наиболее сложных – это хранение водорода.

Поскольку резервуар для хранения водорода не должен быть слишком тяжелым и дорогим, специалисты по химии твердого тела сосредоточиливнимание на абсорбированномводороде в гидриде металлов. Хранение в виде плотных гидридов металлов является безопасной альтернативой, при которой газ находится в управляемом объеме. Магний является наиболее многообещающим из этих металлов.

Немецкие ученые разработали уникальное топливо на водородной основе

POWERPASTE обеспечивает безопасный способ хранения водорода втакомвиде, при котором его легко транспортировать и пополнять запас без необходимости использования дорогостоящей сети заправочных станций. Предоставлено: Fraunhofer-Gesellschaft

Исследователи из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене разработали топливо POWERPASTE на основе твердого гидрида магния, которое подходит для использования на небольших транспортных средствах.

Паста на основе гидрида магния хранит водород в химической форме при комнатной температуре и атмосферном давлении, который при необходимости легко высвобождается. А учитывая, что паста начинает разлагаться только при температуре около 250 °C, то она остается безопасной, даже когда транспортное средство часами стоит на палящем солнце. К тому же заправка предельно проста. Вместо того, чтобы отправиться на заправочную станцию, водители могут заменить пустой картридж на новый, а затем снова наполнить бак водопроводной водой. Это можно легко сделать дома или в дороге.

Исходным материалом POWERPASTE является магний — один из достаточно распространенных элементов. Порошок магния соединяется с водородом с образованием гидрида магния в процессе, протекающем при 350 °C и давлении, в пять-шесть раз превышающем атмосферное. Затем добавляют сложный эфир и соль металла, чтобы получить готовый продукт. На борту транспортного средства паста высвобождается из картриджа с помощью плунжера. Когда вода добавляется из бака, в результате реакции образуется водород в количестве, объём которого может изменяться в соответствии с потребностями топливного элемента. Фактически, только половина водорода выделяется из пасты, остальное — из добавленной воды. Таким образом, POWERPASTE обладает высокой плотностью хранения энергии. Ученые утверждают, что это значительно выше, чем у резервуара высокого давления на 700 бар. По сравнению с батареями разработанная паста имеет в десять раз большую плотность хранения энергии. Это означает, чтоэтот уникальный состав поплотности энергии, сравнимс бензином или даже превосходит его.

Немецкие ученые разработали уникальное топливо на водородной основе

TRL 5 — демонстрационный образец электрогенератора с картриджем POWERPASTE и 100-ваттным топливным элементом. Предоставлено: Fraunhofer-Gesellschaft.

Благодаря своей высокой плотности хранения энергии POWERPASTE является перспективным вариантом для автомобилей с топливными водородными элементами, которая сможет значительно увеличитьпробег электромобиля с батарейным питанием. Точно так же ее применение может значительно увеличить время полета больших дронов, использующих чистое топливо, которые смогут летать в течение нескольких часов.

POWERPASTE имеет еще одно преимущество — в отличие от газообразного водорода, она не требует дорогостоящей инфраструктуры. В местах, где нет водородных станций, обычные заправочные станции могли бы продавать пасту в картриджах или канистрах. Паста жидкая, ее можно перекачивать и поставлять с помощью стандартной линии розлива с использованием относительно недорогого оборудования. Это потребует небольших капитальных затрат в несколько десятков тысяч евро. Для сравнения: заправочная станция для перекачки водорода под высоким давлением в настоящее время стоит от одного до двух миллионов евро за каждый топливный насос.

Fraunhofer IFAM в настоящее время строит небольшой завод по производству пасты на основе гидрида магния в Центре проектов по хранению энергии и системам ZESS Фраунгофера. Этот новый объект, который планируется ввести в эксплуатацию в 2021 году, сможет производить до четырех тонн пасты в год.

Источник: naukatehnika.com

Мы используем файлы cookie. Продолжив использование сайта, вы соглашаетесь с Политикой использования файлов cookie и Политикой конфиденциальности Принимаю

Privacy & Cookies Policy