Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) у США розробили натрій-повітряний паливний елемент, який здатен живити важкий електричний транспорт, зокрема літаки.

Наразі, в епоху переходу від використання викопних джерел палива до альтернативних, електричні батареї стають одним з ключових елементів. Li-ion-батареї поки залишаються найбільш універсальним рішенням для електричного транспорту. Однак вони теж мають свої обмеження по ємності і це створює труднощі із їхньою адаптацією під вимоги важкого електричного транспорта, зокрема, літаків, кораблів та потягів.

У якості альтернативи пропонувались металево-повітряні батареї, які, тим не менш, ще перебувають на стадії розробки. Між тим дослідники з MIT розробили зовсім інший підхід до використання цієї концепції.

Інженерам з MIT вдалось досягти більш високої щільності енергії, замінивши рідкий електроліт на твердий паливний елемент. У своєму експерименті науковці використали дві вертикальні скляні трубки, які з’єднали посередині за допомогою твердого керамічного електроліту та пористого повітряного електроду. В одній з трубок знаходився рідкий натрій, а в іншій — повітря. В ході хімічної реакції утворювався оксид натрію та енергія. Контролюючи вологість потоку повітря, науковці успішно згенерували 1700 Вт⋅год на кілограм кожної батареї. При тому, що електричному літаку, наприклад, необхідна щільність енергії 1000 Вт⋅год на кг. 

На відміну від батарей, де компоненти необхідно заряджати, компоненти паливного елемента використовуються та легко замінюються, що можна зробити значно швидше за заряджання компонентів батареї. Окрім цього такий паливний компонент позбавлений ризику теплового розгону.

Оксид натрію, що виділяється паливним елементом, вступає в реакцію з вологим повітрям, утворюючи гідроксид натрію. Той вступає у реакцію з вуглекислим газом та утворює карбонат натрію, а згодом — бікарбонат натрію, або ж харчову соду.

Окрім очищення атмосфери від CO₂ бікарбонат натрію може потрапляти в океани і зменшувати рівень їхнього закислення. Ці рішення були запропоновані для боротьби зі зміною клімату, але не були реалізовані через високі витрати.

На відміну від літію, що використовується в сучасних батареях, який доступний у певних регіонах та вимагає ретельної переробки, натрій можна отримати із солі у будь-якій частині світу. Дослідники планують створити паливні елементи розміром із цеглу для живлення великих безпілотників, щоб продемонструвати свою концепцію, а потім зайнятися розробкою більших — для літаків та кораблів.

Допоміг графен: інженери подовжили роботу водневих двигунів до 200 000+ годин

Результати дослідження опубліковані у журналі Joule

Джерело: Interesting Engineering

Favbet Tech – це ІТ-компанія зі 100% украі‌нською ДНК, що створює досконалі сервіси для iGaming і Betting з використанням передових технологіи‌ та надає доступ до них. Favbet Tech розробляє інноваційне програмне забезпечення через складну багатокомпонентну платформу, яка здатна витримувати величезні навантаження та створювати унікальний досвід для гравців.