Водородный аккумулятор

Водородные топливные элементы, как альтернатива традиционным кислотным и щелочным аккумуляторам, уже используются в некоторых экспериментальных моделях автомобилей. Но как насчет того, чтобы использовать водород для питания мобильных устройств? Идея кажется фантастической? Отнюдь. Исследователи из Университета механики и машиностроения (RMIT) в Мельбурне (Австралия) практически добились реального воплощения этой невероятной идеи.

Нет, они не стали делать уменьшенную копию водородного генератора, который используется в автомобилях. Вместо того, чтобы вырабатывать электроэнергию из газообразного водорода, ученые использовали для этой цели поток протонов, назвав новый аккумулятор батареей протонного потока.

Традиционно в водородном топливном элементе вода предварительно разделяется на кислород и водород. Последний закачивают в топливный элемент, в котором за счет химической реакции вырабатывается электрическая энергия. В батарее протонного потока все по-другому. Австралийские исследователи использовали металлические электроды и так называемую обратимую протон-обменную мембрану (PEM). То есть им удалось использовать водородный элемент в твердом состоянии минуя газообразную стадию.

Работает водородный аккумулятор следующим образом. Во время зарядки протоны (ионы водорода), извлекаемые из PEM, объединяются с электронами одного из металлических электродов. Происходит процесс накопление электрического заряда – примерно также как и в обычном аккумуляторе. При разряде протоны соединяются с кислородом, освобождая электроны, которые собственно и создают электрический ток.

Как показали расчеты (практические испытания нового аккумулятора пока находятся на начальной стадии), энергоэффективность батареи протонного потока будет сравнима с литий-ионной батареей, которая сейчас используется для питания портативной электроники. Зато плотность энергии в новом аккумуляторе потенциально выше. Следовательно, размеры и масса батареи протонного потока будут намного меньше. К тому же себестоимость нового аккумулятора из-за использования сравнительно дешевых недефицитных материалов, также будет намного ниже себестоимости литий-ионных батарей.

Источник информации: Институт RMIT (www.abc.net.au/science/articles/2014/02/04/3934913.htm)