Водородные топливные элементы считаются одним из наиболее перспективных альтернативных источников энергии. Самым главным их преимуществом является отсутствие вредных выбросов в атмосферу, а с разработкой экологически чистых методов производства водорода топливные ячейки станут действительно незаменимы. Конечно, для этого придётся преодолеть ещё немало технических проблем, например, повысить эффективность их работы.

Фильтр CO2

В своих исследованиях специалисты Университета штата Делавер, работающие над совершенствованием топливных ячеек, обнаружили, что углекислый газ в значительной мере снижает их эффективность. Грубо говоря, CO2 «забивает» мембрану ячейки и не позволяет ей работать на все 100%. Поэтому было принято решение создать фильтр, который будет задерживать газ до активной зоны. После целой серии экспериментов было начато использование конструкции, подобной водородной ячейке. Разработчики обнаружили, что применяемая в топливном элементе мембрана может с лёгкостью задерживать молекулы углекислого газа, если ей устроить «контролируемое» короткое замыкание. Короткозамкнутая мембрана при использовании некоторого количества водорода легко проводит CO2 на другую сторону, отделяя его от воздуха.

Создававшие это устройство исследователи сразу же подумали о том, что его можно использовать не только в составе топливных ячеек для повышения их эффективности, но и в качестве отдельного фильтра для очистки воздуха от углекислого газа. Благо, у устройства имеется целый ряд особенностей, позволяющих легко это реализовать. Прежде всего, здесь не требуется полноценная мембрана, вполне достаточно и упрощённого варианта без токосъёмников или биполярных пластин. Подобный фильтр имеет компактные размеры из-за способа изготовления: мембрану сворачивают в цилиндр. Это увеличивает эффективность работы и уменьшает габариты. После ряда испытаний и экспериментов был создан действующий газовый фильтр, способный пропускать через себя 2 литра воздуха в минуту, убирая из него до 99% углекислого газа. На выходе получается практически чистый воздух, годный для дальнейшего использования в топливных ячейках.

Возможные сферы применения

Конечно же, компактный газовый фильтр разрабатывался, прежде всего, для использования с водородными элементами, чтобы повысить эффективность работы и энергоотдачу. Возможно, именно благодаря этому достижению получится создать достаточно мощные источники энергии, годные для применения не только в автомобильной промышленности. Многие ждут появления работающих на водороде автономных генераторов, а также компактных электростанций для частных домов. Проведённые в Университете штата Делавер исследования показали, что производительность топливных ячеек может падать до уровня в 20% от номинальной. Поэтому с использованием новых технологий есть все шансы на очередной виток разработок в этом направлении.

Тем не менее, очистка воздуха от CO2 важна не только в альтернативной энергетике. По мнению самих исследователей, созданный ими фильтр может оказаться полезен везде, где требуется регенерация воздуха, например, на подводных лодках или на космических кораблях.

Понравилась эта новость? Подпишись на нас в соцсетях!