Истражувачите развиле горивна ќелија наместо батерија, напојувана со натриум и воздух
Истражувачите на МИТ развија натриум-воздушна горивна ќелија која би можела да ги замени литиум-јонските батерии во авијацијата, железничкиот и поморскиот транспорт.
(Инаку, литиум-јонските батерии воопшто не се користат во авијацијата за погон, освен на некои места како мали батерии за АПУ, помошни енергетски единици - помошни турбини од кои основните системи во авионот добиваат електрична енергија на почетокот на летот и по слетувањето.)
Технологијата користи течен натриум и амбиентален воздух како гориво обезбедувајќи трипати поголема густина на енергија од сегашните батерии за електрични возила. Системот користи течен натриум метал, како извор на енергија и обичен воздух како оксиданс. Цврст керамички слој меѓу нив овозможува движење на натриумови јони, додека електрода на страната на воздухот ја иницира реакцијата што произведува електрична енергија.
Тестирањето на прототипот покажало дека натриум-воздушната горивна ќелија складира трипати повеќе енергија на килограм, за разлика од литиум-јонските батерии во електричните возила. Тестовите произвеле ниво од повеќе од 1.500 ват-часа на килограм материјал, што е нешто над 1.000 ват-часа на системско ниво.
Во моментов, литиум-јонските батерии за електрични возила достигнуваат максимум од околу 300 ват-часа на килограм. Достигнувањето на 1.000 ват-часа на килограм би овозможило регионална електрична авијација, што во САД сочинува околу 80 проценти од домашните летови и 30 проценти од емисиите во авијацијата, тврдат авторите.
Емисиите на системот се состојат од натриум оксид, кој апсорбира јаглерод диоксид од атмосферата. Ова соединение се комбинира со влагата во воздухот за да формира натриум хидроксид, кој потоа се комбинира со јаглерод диоксид за да формира натриум карбонат, и конечно натриум бикарбонат - сода бикарбона. Процесот е спонтан и не бара никаква дополнителна интервенција.
Горивни ќелии и батерии - која е разликата?
Иако двата система се користат за производство на електрична енергија, начинот на кој го прават тоа е различен. Батериите складираат енергија во хемиски соединенија во затворен систем, а енергијата се ослободува преку електрохемиски реакции. Кога батеријата е испразнета, таа мора да се наполни со електрична енергија, а полнењето може да трае со часови.
Горивните ќелии произведуваат електрична енергија преку континуирани хемиски реакции помеѓу горивото и оксидантот, обично кислород од воздухот. Тие не складираат енергија, туку ја произведуваат сè додека се снабдува со гориво, а како што знаеме, кај автомобилите со мотори со внатрешно согорување полнењето гориво е многу побрзо од полнењето на батериите.
Теоретска предност на горивните ќелии е што тие можат да постигнат поголема густина на енергија по килограм бидејќи не мора да ја носат целата енергија во затворен систем. Тие се теоретски потрајни од батериите, кои имаат ограничен број циклуси пред да се намали нивниот капацитет. Потребата за инфраструктура е различна: батериите бараат електрична мрежа за полнење, додека горивните ќелии имаат потреба од инфраструктура за дистрибуција на гориво.
Сепак, емисиите зависат од технологијата: батериите не произведуваат директни емисии за време на работата, додека горивните ќелии можат да бидат целосно чисти ако користат чисто гориво. Теоретски, горивните ќелии би можеле да бидат поевтини за работа, но иако се развиваат со децении, тие се сепак помалку практични за употреба во реалниот свет за разлика од батериите.
Извор: bug.hr
Фото: Freepik