Электрификация транспортного сектора - одного из крупнейших потребителей энергии в мире - имеет решающее значение для будущей энергетической и экологической устойчивости.
Электрификация этого сектора потребует использования мощных топливных элементов (либо отдельно, либо в сочетании с аккумуляторами) для облегчения перехода на электричество, причем везде, от легковых и грузовых автомобилей до лодок и самолетов.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
В настоящее время специалисты инженерной школы МакКелви при Вашингтонском университете в Сент-Луисе разработали мощные боргидридные топливные элементы прямого действия (DBFC), которые работают при удвоенном напряжении по сравнению с обычными водородными топливными элементами. Их исследования были опубликованы 17 июня в журнале Cell Reports Physical Science.
Группа исследователей, возглавляемая Виджеем Рамани, Рома Б. и Раймондом Х. Витткоффом, стала пионером в области разработки реагента: определения оптимального диапазона скоростей потока, архитектуры поля потока и времени пребывания, обеспечивающего работу на большой мощности. Этот подход направлен на решение ключевых проблем, связанных с DBFC, а именно: надлежащее распределение топлива и окислителей и смягчение паразитарных реакций.
Важно отметить, что группа продемонстрировала рабочее напряжение на одном элементе в 1,4 или более раз, что в два раза больше, чем у обычных водородных топливных элементов, при этом пиковая мощность приближается к 1 Вт/см2. Удвоение этого напряжения позволило бы создать более компактную, легкую и эффективную конструкцию топливных элементов, что дает значительные габаритные и объемные преимущества при сборке нескольких элементов в штабель для коммерческого использования. Их подход широко применим к другим классам жидкостных топливных элементов.
"Реактивно-транспортный инженерный подход обеспечивает элегантный и легкий способ значительного повышения производительности этих топливных элементов при одновременном использовании существующих компонентов", - сказал Рамани. "Соблюдая наши рекомендации, даже нынешние промышленные жидкостные элементы, работающие на жидком топливе, могут добиться улучшения эксплуатационных характеристик".
Ключом к усовершенствованию любой существующей технологии топливных элементов является уменьшение или устранение побочных реакций. Большая часть усилий по достижению этой цели связана с разработкой новых катализаторов, которые сталкиваются со значительными препятствиями при внедрении и развертывании на местах.
"Производители топливных элементов, как правило, неохотно тратят значительные средства или усилия на внедрение нового материала", - сказал Шрихари Санкарасубраманиан, старший научный сотрудник по исследованиям в команде Рамани. "Но достижение тех же или лучших улучшений с их существующими аппаратными средствами и компонентами меняет ситуацию в лучшую сторону".
"Пузырьки водорода, образующиеся на поверхности катализатора, уже давно являются проблемой для непосредственных натриевых борогидридных топливных элементов, и ее можно свести к минимуму благодаря рациональному проектированию проточного поля", - сказал Чжонъян Ван, бывший сотрудник лаборатории Рамани, получивший докторскую степень в Университете Вашингтона в 2019 году и в настоящее время обучающийся в Притцкеровской школе молекулярной инженерии при Чикагском университете. "С развитием этого транспортного подхода, основанного на применении реактивов, мы находимся на пути к расширению масштабов и внедрению".
Рамани добавил: "Эта многообещающая технология была разработана при постоянной поддержке Управления военно-морских исследований, которую я с благодарностью отмечаю. Мы находимся на этапе масштабирования наших элементов в штабеля для применения как на подводных аппаратах, так и на беспилотных летательных аппаратах".
Технология и ее основы являются предметом патентной заявки и доступны для лицензирования. опубликовано econet.ru по материалам techxplore.com
Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
Источник: https://econet.ua/
Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Добавить комментарий