Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) в США разработали натрий-воздушный топливный элемент, способный питать тяжелый электрический транспорт, в частности самолеты.
Сейчас, в эпоху перехода от использования ископаемых источников топлива к альтернативным, электрические батареи становятся одним из ключевых элементов. Li-ion-батареи пока остаются наиболее универсальным решением для электрического транспорта. Однако они тоже имеют свои ограничения по емкости и это создает трудности с их адаптацией под требования тяжелого электрического транспорта, в частности, самолетов, кораблей и поездов.
В качестве альтернативы предлагались металлически-воздушные батареи, которые, тем не менее, еще находятся на стадии разработки. Между тем исследователи из MIT разработали совсем другой подход к использованию этой концепции.
Инженерам из MIT удалось достичь более высокой плотности энергии, заменив жидкий электролит на твердый топливный элемент. В своем эксперименте ученые использовали две вертикальные стеклянные трубки, которые соединили посередине с помощью твердого керамического электролита и пористого воздушного электрода. В одной из трубок находился жидкий натрий, а в другой — воздух. В ходе химической реакции образовывался оксид натрия и энергия. Контролируя влажность потока воздуха, ученые успешно сгенерировали 1700 Вт⋅ч на килограмм каждой батареи. При том, что электрическому самолету, например, необходима плотность энергии 1000 Вт⋅ч на кг.
В отличие от батарей, где компоненты необходимо заряжать, компоненты топливного элемента используются и легко заменяются, что можно сделать значительно быстрее зарядки компонентов батареи. Кроме этого такой топливный компонент лишен риска теплового разгона.
Оксид натрия, выделяемый топливным элементом, вступает в реакцию с влажным воздухом, образуя гидроксид натрия. Тот вступает в реакцию с углекислым газом и образует карбонат натрия, а затем — бикарбонат натрия, или пищевую соду.
Кроме очистки атмосферы от CO2 бикарбонат натрия может попадать в океаны и уменьшать уровень их закисления. Эти решения были предложены для борьбы с изменением климата, но не были реализованы из-за высоких затрат.
В отличие от лития, используемого в современных батареях, который доступен в определенных регионах и требует тщательной переработки, натрий можно получить из соли в любой части мира. Исследователи планируют создать топливные элементы размером с кирпич для питания больших беспилотников, чтобы продемонстрировать свою концепцию, а затем заняться разработкой больших — для самолетов и кораблей.
Помог графен: инженеры продлили работу водородных двигателей до 200 000+ часов
Результаты исследования опубликованы в журнале Joule
Источник: Interesting Engineering
Favbet Tech – это IT-компания со 100% украинской ДНК, которая создает совершенные сервисы для iGaming и Betting с использованием передовых технологий и предоставляет доступ к ним. Favbet Tech разрабатывает инновационное программное обеспечение через сложную многокомпонентную платформу, способную выдерживать огромные нагрузки и создавать уникальный опыт для игроков.
Сообщить об опечатке
Текст, который будет отправлен нашим редакторам: