Ogniwa paliwowe nowej generacji. Rewolucja na rynku elektroniki przenośnej
Tanie, znacznie lżejsze od dotychczasowych i w odróżnieniu od zwykłych baterii zapewniające możliwość ciągłej pracy – ogniwa paliwowe na kwas mrówkowy mogą zrewolucjonizować rynek przenośnej elektroniki. Ich upowszechnienie będzie możliwe dzięki nowemu katalizatorowi, opracowanemu w Instytucie Chemii Fizycznej PAN.
Nie ma użytkownika sprzętu elektronicznego, którego nie irytowałyby problemy z zasilaniem. Baterie wiecznie się wyczerpują, wymagają ciągłych wymian lub długotrwałego ładowania. Ogniwa paliwowe mogłyby znacząco poprawić wygodę korzystania z urządzeń elektronicznych.
Ogniwo paliwowe to urządzenie przetwarzające energię chemiczną w elektryczną. Prąd powstaje bezpośrednio wskutek spalania paliwa w obecności katalizatorów, stosowanych na anodzie i katodzie ogniwa. „Teoretyczna sprawność zamiany energii chemicznej na elektryczną w ogniwach może sięgać nawet stu procent. Najlepsze istniejące obecnie ogniwa, wodorowe, w praktyce dochodzą do 60 proc.. Dla porównania, sprawność niskoprężnych silników spalinowych to zaledwie około 20 proc.” – mówi dr hab. inż. Andrzej Borodziński z IChF PAN.
Zatem co stoi na przeszkodzi ich komercjalizacji?
Najpoważniejszą przeszkodą w upowszechnieniu ogniw wodorowych jest magazynowanie wodoru. Zagadnienie to okazało się niezwykle wymagające technicznie i wciąż nie doczekało się zadowalających rozwiązań.
Alternatywnym rozwiązaniem okazują się ogniwa paliwowe działające na kwasie mrówkowym. Reakcje zachodzą tu w temperaturze pokojowej, a sprawność i moc ogniwa są wyraźnie wyższe niż w ogniwach metanolowych. Dodatkowo kwas mrówkowy jest substancją łatwą do przechowywania i transportu. Jednak aby ogniwo na kwasie mrówkowym działało stabilnie, potrzebny jest wydajny i trwały katalizator.
„Opracowany przez nas katalizator początkowo ma niższą aktywność od dotychczas stosowanych katalizatorów z czystego palladu. Różnica znika jednak już po dwóch godzinach pracy. Dalej jest tylko lepiej. Podczas gdy aktywność katalizatora na czystym palladzie nadal spada, nasz pracuje stabilnie” – mówi dr Borodziński.
Zaletą opracowanego w IChF PAN katalizatora, szczególnie istotną z ekonomicznego punktu widzenia, jest fakt, że zachowuje swe właściwości podczas pracy w kwasie mrówkowym niskiej czystości. Kwas mrówkowy tego typu można łatwo produkować w dużych ilościach, w tym także z biomasy, zatem paliwo do nowych ogniw mogłoby być bardzo tanie.
Kwas mrówkowy otrzymywany z biomasy byłby paliwem w pełni ekologicznym. Produktami reakcji zachodzących z jego udziałem w ogniwach paliwowych są woda i dwutlenek węgla. Ten drugi jest co prawda gazem cieplarnianym, ale biomasa jest pozyskiwana z roślin, które pochłaniają go podczas wzrostu. W rezultacie produkcja kwasu mrówkowego z biomasy i zużywanie go w ogniwach nie zmieniałyby ilości dwutlenku węgla w atmosferze. Ryzyko skażenia środowiska kwasem mrówkowym także jest niewielkie.
Ogniwa paliwowe na kwasie mrówkowym znalazłyby liczne zastosowania. Ich przydatność byłaby szczególnie wysoka w przenośnych urządzeniach elektronicznych – telefonach komórkowych, laptopach, GPS-ach. Ogniwa te mogłyby być instalowane także jako źródła zasilania pojazdów, od wózków inwalidzkich przez elektryczne rowery po jachty.
W IChF PAN rozpoczynają się obecnie badania nad pierwszymi bateriami zbudowanymi z ogniw paliwowych na kwasie mrówkowym. Naukowcy spodziewają się, że prototyp komercyjnego urządzenia powinien być gotowy w ciągu kilku lat.
No tak ,dobrze ale ja chyba do tego czasu bede wachal kwiatki od spodu…..