Metanas – energijos šaltinis nešiojamiesiems kompiuteriams

Kuro elementų nepavyks padaryti praktiškais ir prieinamais per naktį. Tai gali įvykti ir greičiau.

“Pažanga nanostruktūrų prietaisuose, mažinant darbinę temperatūrą, ir naudojant gausiai paplitusius kuro šaltinius, bei pigesnes medžiagas, leidžia vis optimistiškiau žiūrėti kaip į komercinę technologiją” – Shriram Ramanathan, tyrimo vadovas iš Harvardo inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos (SEAS).

Shriram Ramanathan – ekspertas ir inovatorius kieto oksido kuro elementų (SOFC) sukūrimo, ir jis teigia, kad tai greitai taps plačiai naudojama technologija.

Elektrocheminiai kuro elementai jau senai vertinami kaip ekologiška alternatyva iškastiniam kurui – ypač dauguma SOFC palieka tik vandens atliekas.

Pagrindinės priežastys naudoti SOFC įkrovimui nešiojamųjų kompiuterių, telefonų ar ateities automobilių – patikimumas, temperatūra ir išlaidos.

Kuro elementai veikia versdami cheminę energiją (iš vandenilio ar angliavandenilių, kaip metano) į elektros srovę. Deguonies jonai keliauja iš katodo per elektrolitus link anodo, kai jie oksiduojasi, kuras išleidžia elektronų srovę atgal link katodo.

Nors tai atrodo pakankamai paprasta, SOFC technologija tiko labiau laboratorijoms nei ofisams ar garažams. Dviejuose tyrimuose publikuotuose “Power Sources” žurnale, Ramanathan komanda pranešė keletą svarbių atradimų, kurie pagreitins technologijos paleidimą į rinką.

Pirmame pranešime buvo parodytas stabilus ir funkcionuojantis keramikinis plonasluoksnis SOFC, iš kurio sudėties visiškai pašalinta platina.

Plonasluoksniame SOFC, elektrolitų kiekis sumažintas šimtą ar net tūkstantį kartų nei jo įprastas lygis. Tai padaryta naudojant tankiai sudėtus specialius keramikinių juostelių sluoksnius, siekiančius vos kelis nanometrus storio. Į šiuos SOFC paprastai įtraukiami platinos elektrodai, tačiau jie yra brangūs ir nepatikimi.

Ramanathan aiškina: -“Korėtus metaliniai elektrodai, juos naudojant ilgesnį laiką, jie yra linkę būti natūraliai nestabilūs . Jie pradeda susijungti ir sukuria atvirą grandinę kuro elementuose.”

Todėl naujasis būdas pašalina šią problemą ir sumažina kainą, bei padidina patikimumą.

Antrajame tyrime, komanda parodė metanu aprūpintą mikro SOFC ir veikiančią žemesnėje nei 500 laipsnių Celsijaus, o tai yra retas reiškinys šioje srityje.

Įprasti kieto oksido kuro elementai veikia 800 – 1000 laipsnių Celsijaus temperatūroje, tačiau tokios temperatūros stacionariose elektrinėse yra nepraktiškos. Trumpai tariant, prie tokios temperatūros neįmanoma įkrauti mobiliojo telefono.

Pastaraisiais metais, medžiagų mokslininkai dirba ties reikalingos temperatūros mažinimą iki 300 – 500 laipsnių Celsijaus.

Be to, kai kuro elementai veikia esant žemesnei temperatūrai, medžiagų patikimumas yra žymiai didesnis, todėl tai leidžia naudoti pigesnius keramikinius ir metalinius junginius, taip pat paleidimo laikas trumpesnis.