Ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) разработали уникальный электрохимический способ накопления водорода, который в четыре раза превысил лучшие мировые показатели. Внедрение технологии обеспечит безопасное хранение водорода и его конкурентоспособность с бензином по энергоемкости топливных баков, сообщает в среду пресс-служба ДГТУ.
"Уникальность нашего исследования в следующем: мы в четыре раза превысили лучшие показатели удельной емкости накопления водорода твердыми веществами, полученные кем-либо в мире, а кинетические показатели, установленные Министерством энергетики США для автомобилей, превысили в 20 тыс. раз. Чтобы современный двигатель работал стабильно и безопасно, водород должен выделяться из твердых сред с высокой удельной скоростью. Для разработанного нами способа хранения водорода термодинамические требования вообще не имеют никакого значения. При нашем способе выделение водорода из твердых веществ может происходить при любой температуре бака, в то время как во всех существующих методах для выделения водорода надо нагревать бак, хранящий водород в твердых веществах, а это требует траты дополнительной энергии из того же бака", - заявила ведущий научный сотрудник лаборатории "Электрохимическая и водородная энергетика" ДГТУ Наталья Язвинская, чьи слова приводятся в сообщении.
В ходе проведенных исследований ученые ДГТУ доказали, что водород в больших количествах накапливается в металлокерамических и ламельных электродах щелочных батарей при их использовании. Эксперименты показали, что возможно создание безопасных накопителей водорода с удельной емкостью, в четыре раза превышающей емкость, установленную Министерством энергетики США как минимально необходимую для автомобилей, использующих водородное топливо, и сопоставимую по энергоемкости с баком бензина.
По словам Язвинской, сегодня в мире применяются различные методы аккумуляции и хранения водорода для его использования в автомобильном и железнодорожном транспорте. Водород может накапливаться внутри металлов - в этом варианте в топливных баках вместо бензина используется порошок металлогидрида. Можно удерживать водород в углеродных материалах: порошке графита, саже, наноструктурном углероде. Ученые ДГТУ использовали электрохимический метод накопления водорода в металлокерамических матрицах электродов и в углеродных материалах, в батареях KPL-14 с ламельными электродами. При этом аккумуляторы исследовались на предмет количества накопленного водорода в зависимости от срока эксплуатации.
"Сейчас многие ученые говорят о развитии водородной энергетики. Водород можно использовать в качестве топлива вместо углеводородов, таких как бензин и дизельное топливо. Есть два основных преимущества водорода над углеводородами. Во-первых, это абсолютно экологически чистое топливо - при его сгорании выделяется водяной пар. Во-вторых, водород значительно превосходит бензин и другие углеводороды по энергоемкости", - считает Язвинская.
Как отметили в университете, водородная энергетика до сих пор не может широко применяться по причине отсутствия подходящих устройств для хранения водорода, которые могли бы конкурировать с топливными баками автомобилей. Чтобы газовые баллоны, содержащие метан или пропан, могли конкурировать с баками автомобилей, содержащими бензин, их достаточно накачать в баллоны до давления 30-50 атмосфер, так как эти газы хорошо сжимаются. Водород же сжимается очень плохо - его необходимо накачать в баллон с давлением 800-1000 атмосфер. Такое давление не может выдержать в течение длительного срока ни один газовый баллон, они крайне взрывоопасны.
