Аммиак: главный энергоноситель будущего или очередная безумная идея ученых?

На сегодняшний день уже существуют топливные элементы на метаноле и водороде, несмотря на то, что их конструкцию назвать совершенной еще нельзя. Но сейчас ученые уверенно взялись за аммиак…

Специалисты сходятся во мнении, что двигатель внутреннего сгорания в транспортных средствах никакой перспективы не имеет. Ожидается, что в ближайшем будущем электропривод займет его место. Именно поэтому инженерная мысль всерьез начала трудиться над созданием всевозможных технических решений питания машины. Одним из вариантов, реализованных на практике, является аккумулятор, который заряжается от стационарной розетки.

Однако делать упор на гальванические элементы отнюдь не обязательно. Достаточно перспективным считается привод от различных топливных элементов. В качестве источника энергии тут выступает электрохимическая реакция. Для проведения данной реакции расходуемые вещества поступают извне, соответственно, они не ограничиваются внутренними запасами. Так как в топливных элементах превращение химической энергии в электрическую осуществляется напрямую, избегая процесса горения, характеризующегося серьезными потерями, эффективность является довольно высокой. Во всяком случае так это выглядит в теории. Естественно, на практике картина менее радужна.

Следует заметить, что технология некоторых видов топливных элементов продумана хорошо. Это относится, в первую очередь, к тем конструкциям, в которых водород используется в качестве главного топлива. Встречаются и модели, которые работают на метиловом спирте. Сейчас несколько ученых из Германии приняли решение обратить повышенное внимание на аммиак. Здесь ключевую роль сыграли следующие обстоятельства. В первую очередь, аммиак считается одним из наиболее важных продуктов химической промышленности. Его производство во всем мире достигает отметки в 150 миллионов тонн ежегодно. Во-вторых, по содержанию запасенной химической энергии жидкий аммиак сравним с дизельным топливом и бензином (для применения в ДВС не подходит).

Именно это и подтолкнуло химиков из Геттингенского университета, возглавляемых профессором Свеном Шнайдером, начать изучать проблему использования аммиака в качестве основного энергоносителя для топливных элементов. «Самое интересное, что топливный элемент, который может функционировать на аммиаке, впервые был реализован в 60-х годах прошлого столетия, — рассказывает ученый. – В те времена появились первые публикации на данную тему. Именно тогда и был выдан первый патент. Несмотря на это, большинство проблем по-прежнему остаются нерешенными — плотность тока минимальна, прочность мембраны недостаточная… Однако то, что этот топливный элемент является осуществимым – подтвержденный факт».

Протонопроводящая мембрана, упомянутая исследователем, отделяет поток топлива от окислителя. Она считается наиболее важной составляющей топливного элемента. В большинстве случаев, ее создают из полимерных материалов. Крайне редко встречаются элементы из керамики. Стоит отметить, что топливный аммиачный элемент предъявляет повышенные требования к мембране: так как аммиак считается основанием, его раствор характеризуется ярко выраженными щелочными качествами. «Мембрана — это огромная проблема для аммиака. В последнее время активно используют мембраны, основанные на оксидах. Их можно применять даже для топливного аммиачного элемента. Однако их долговременная стабильность исследована недостаточно. Другими словами, работы в данном направлении находятся еще на ранних стадиях».

Сейчас химиков из Германии больше интересует другой вопрос. Они пытаются подобрать идеальный катализатор. «До сих пор мы применяем соединения иридия, — заявляет профессор Шнайдер. – Они представляют собой растворимые катализаторы. Однако намного проще работать с гетерогенным катализатором. Его можно наносить на твердые поверхности в виде покрытия. Подобные технологии активно используются по всему миру».

Так как иридий относится к наиболее редким и дорогостоящим металлам платиновой группы, его применение в качестве катализатора вряд ли поможет выходу топливного аммиачного элемента на мировой рынок. Кроме того, эта конструкция изучена намного слабее, чем, к примеру, топливный элемент, работающий на водороде.

«О выходе на рынок разговор пока и не идет», — уверяет профессор Шнайдер. По его мнению, топливный аммиачный элемент сейчас является исключительно академической проблемой. «Я уверен, что при изучении энергоносителей будущего нужно рассматривать любые возможности и варианты, не делая каких-либо исключений. Вот только спрогнозировать, какие из них окажутся наиболее эффективными – покажет время», — подвел итог профессор.

Поделитесь с друзьями
  • gplus
  • pinterest

Оставьте Ваш комментарий