Водород — всему голова!

Исследователи Fraunhofer представили «Powerpaste» — пасту на основе магния, которая накапливает водородную энергию в 10 раз большей плотности, чем литиевая батарея. Она позволяет автомобилям на водородных топливных элементах возможность путешествовать дальше, чем автомобили с бензиновым двигателем, и дозаправляться всего за несколько минут.

Ученые разработали пастообразную разновидность водородного топлива, на порядок эффективнее классических баллонов со сжатым газом

Обычно автомобили с водородными топливными элементами перевозят водородное топливо в газообразной форме, и хранится оно в баках при давлении около 700 бар. Эти резервуары довольно большие и тяжелые, что сводит на нет одно из ключевых преимуществ водорода по сравнению с сегодняшними литиевыми батареями — его более высокую плотность энергии. Высокое давление также делает водород непрактичным вариантом для двухколесных транспортных средств, таких как мотоциклы и скутеры. Наконец, баллон с горючим газом под давлением просто-напросто может взорваться в случае непредвиденных ситуаций.

Однако команда из Института производственных технологий и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене придумала новый интересный способ хранения и переноса водородной энергии. Решение пришло в виде пасты Powerpaste на основе гидрида магния, которая сохраняет водород и позволяет выпускать его при необходимости даже при атмосферном давлении.

Для производства пасты магний смешивают с водородом при температуре около 350 °C и давлении, в пять-шесть раз превышающем атмосферное, в результате чего образуется гидрид магния. Затем в смесь включают сложный эфир и соли металлов, чтобы получить вязкую серую массу, которую можно загружать в картриджи.

в форме пасты Powerpaste полностью стабилен при температурах до 250 °C. Он несет в 10 раз больше энергии, чем литиевые батареи, и существенно больше, чем бак H2 на 700 бар, если сравнивать по весу. Исследователи говорят, что автомобили с трансмиссией Powerpaste могут рассчитывать на запас хода, «сравнимый с бензином или даже превышающий его».

Новую смесь протестировали на 100-ваттном генераторе Fraunhofer IFAM

Когда приходит время высвободить энергию, плунжерный механизм выдавливает пасту в камеру, где она вступает в реакцию с водой, выделяя водород с динамически контролируемой скоростью, который затем питает топливный элемент для выработки электроэнергии, необходимой для работы трансмиссии электромобиля или другое устройство. Частично впечатляющая плотность энергии пасты обусловлена ​​тем фактом, что половина выделяемого водорода поступает из воды, с которой он вступает в реакцию.

Например, для заправки скутера Powerpaste нужно вынуть картридж и заменить его на заправленный на станции техобслуживания. Таким образом, эта штука может стать чем-то вроде бутылки с розжигом для шашлыков: легко заменяемым вариантом использования чистой энергии в различных устройствах. Команда предполагает адаптировать технологию для больших дронов, тем самым увеличив время и дальность их полета, а также для портативных электроприборов, таких как, например, походный тостер или чайник.

Кстати, некоторым устройствам может быть удобнее просто закачать материал в резервуар, а не пользоваться картриджами. К ним относятся, например, автомобили и грузовики на топливных элементах, самолеты и более крупные виды техники. Инженеры уверяют, что пасту можно подавать через стандартные линии розлива с «относительно недорогим оборудованием.

Инженеры из NASA и Honda создали фторид-ионные аккумуляторы, которые могут хранить в 10 раз больше энергии и не взорвутся внутри вашего смартфона.

Современные литий-ионные аккумуляторы применяются повсеместно, от смартфонов до электромобилей. Дешевые и удобные, эти батареи все же имеют ряд недостатков. Самые существенные – это, конечно, ограниченная емкость хранения заряда и воздействие на окружающую среду. Команда исследователей из Лаборатории реактивных технологий NASA и специалисты из Honda заявили, что нашли способ исправить это обстоятельство. Они разработали фторидную батарею, которая может обеспечить удельную плотность энергии, в десять раз превышающую аналогичную для литий-ионных аккумуляторов – и к тому же требует меньше ресурсов для производства

Как сообщают сами ученые, новый тип батарей как концепт был разработан некоторое время назад, но с одним существенным минусом: для работы такого аккумулятора требовалась температура хорошо разогретой духовки (примерно 160 градусов Цельсия). Однако новая модель способна вырабатывать энергию при комнатной температуре – и при этом она не взрывается, как ее аналог.

«В отличие от литий-ионных, фторид-ионные аккумуляторы не так опасны в случае перегрева, а добыча материалов для их создания меньше влияет на экологию», поясняет Кристофер Брукс, исследователь Honda Research Institute и соавтор статьи. Впрочем, даже сами создатели отмечают, что внедрение современных аккумуляторных технологий на рынок всегда сопряжено с рядом трудностей – как инженерного, так и бюрократического характера. Инженеры надеются, что новый продукт поступит на рынок в обозримом будущем и постепенно вытеснит литий-ионные батареи.