I
ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ
I
1
1
Электрический ток
Метанол
+
Вода
4
Углекислый
газ
Вода
4
ф
Кислород
4 Вода
Катализатор
протонообменная
мембраї
газопроницаемый
: лег род
Рис. 2.
Принцип действия метанолового топливного элемента
метаноловому топливному элементу
(рис. 2).
По-анг-
лийски он называется direct-m etnanol fuel cell (DMFC),
что как раз и подчеркивает возможность непосред-
ственного использования ж идкого метанола. Принци
пиальная разница между PEMFC и DMFC заключает-
ся в используемом катализаторе Катализатор в DMFC
позволяет отрывать протоны непосредственно от мо-
лекулы спирта. Таким образом, решается вопрос с
топливом - метиловый спирт массово производится
для химической промышленности, его легко хранить
и перевозить, а для заоядки метанолоЕого топливно-
го элемента достаточно просто заменить картридж с
топливом. Правда, есть один существенный минус -
метанол весьма токсичен. К тому же эффективность
DMFC значительно ниже, чем у водородных. Самый
заманчивый вариант - использовать в качестве топ-
лива спирт этиловый, благо производство и распрос-
транение алкогольных напитков любого состава и кре-
пости хорошо налажено по всему земному шару. Но
эффективность этаноловых топливных элементов, к
сожалению, еще ниже, чем у метаноловых.
Это, так сказать теоретическая часть вопроса. Те-
перь мы рассмотрим, какие практические проблемы
возникают на пути внедрения топливных элементов,
как их решают производители и насколько близко все
это к реальному массовому применению.
Начать надо с того, что сама идея топливного эле-
мента, в общем-то, не нова. Его принцип действия был
открыт еще в 1839 году сэром Уильямом Гроувом -
английским адвокатом и ученым. Он же построил пер-
вую действующую модель такого устройства. Что ин-
тересно, получилось это совершенно случайно во вре-
мя экспериментов с электролизом. Отключив от элек-
тролитической ячейки батарею, сэр Уильям с удивле-
нием обнаружил, что электроды начали поглощать вы-
делившийся газ и вырабатывать ток. Сам термин “Fuel
Cell” появился несколько позже - он был предложен в
1889 году Людвигом Мондом и Чарльзом Лангером,
пытавшимися создать устройство для выработки элек-
тричества из воздуха и угольного газа. В начале 30-х
I и I —
годов прош лого века был успешно продемонстриро-
ван трактор, приводящийся в движение электромото-
ром и топливным элементом мощностью 20 лош ади-
ных сил Однако, несмотря на достаточно давнюю ис-
торию, ш ирокого распространения топливные элемен-
ты пока не получили. Впрочем, NASA достаточно ак-
тивно использует их на космических аппаратах еще с
50-х годов прош лого века. Например, топливный эле-
мент на борту корабля “Апполон” снабжал космонав-
тов иа пути к Луне не только электричеством, но и
водой.
Интересовались топливными элементами и воен-
ные, но интенсивное развитие технологии началось
только в последние несколько десятков лет, когда че-
ловечество все больше стали заботить проблемы эко-
логии, иссякающ ие запасы ископаемого топлива, воз-
можные энергетические кризисы и так далее. К тому
же, топливные элементы обещают обеспечить намно-
го большую плотность энергии для портативных ис-
точников энергии, а проблема питания мобильной
электроники в последние годы все больше и больше
волнует индустрию высоких технологий.
По прогнозам специалистов, топливные элементы
выйдут на массовый рынок где-то в промежутке меж-
ду 2005 и 2015 годами. И действительно, разработчи-
ки один за другим побеждают технические проблемы,
рапортуют об успехах и представляют прототипы. На-
пример, совсем недавно компания Toshiba продемон-
стрировала готовый прототип метанолового топлив-
ного элемента. Он имеет размер 22x56x4,5 мм (по сло-
вам Toshiba, самый маленький действующий образец
в мире) и выдает мощность порядка 100 мВт. Одной
заправки в 2 кубика концентрированного (99,5%) ме-
танола хватает на 20 часов работы МРЗ-плеера Ком-
мерческий топливный элемент для питания мобиль-
ников Toshiba обещает выпустить в 2005-м году. Опять
же, та же Toshiba демонстрировала на выставке CeBit
в Ганновере элемент для питания ноутбуков размером
275x75x40 мм, позволявший компьютеру работать в
течение 5 часов от одной заправки.
[ Радиолюбитель - 0 2 /2 0 0 5
предыдущая страница 29 Радиолюбитель 2005-02 читать онлайн следующая страница 31 Радиолюбитель 2005-02 читать онлайн Домой Выключить/включить текст