Горивни клетки

В предишния пост казах, че днес ще пиша за горивните клетки като източници на енергия, но реших малко да променя темата.

Затова първо ще ви предложа да прочетете написаното в Уикипедия за горивните клетки.

Горивни клетки

След като сте прочели, ще започна моя разказ, за нещо, което е близко до горивните клетки, но не съвсем.

Годината беше 1998 или 1999. Германски учен печели финансиране от американски проект за проучване на възможните алтернативи за задвижване на електромобил. Щатите дават, по-точно прахосват много пари в този проект, но този случай е свързан с България и затова го разказвам.

Германецът няма намерение да прави изследвания. Няма и база за производство. Клетките за задвижване на електромобила, с които участва за разработени в ЦЛЕХИТ, а подобни се произвеждат серийно в Самоков. В тази фирма започнах работа и то по специалността, но в момента на практика базата е ликвидирана. Подробностите са ми известни, защото в този период бях и технолог и началник на цеха, където се произвеждаха елементите. Произвеждахме и литиеви елементи, но и това е история.

Направени са малки промени в конструкцията и новия продукт е налице. Резултатите бяха отлични и електромобилът захранван с българските батерии спечели второ място на проведеното състезание в Солк Лейк Сити. На по-късен етап се направиха образци, със сменяем цинков електрод, но мисля, че парите по проекта свършиха и всичко приключи.

Батериите, които задвижваха електромобила бях цинково - въздушни елементи. Те са химичен източник на ток, в който единият електрод е от цинк, а другият е инертна пореста плоча с катализатор, който работи с кислорода от въздуха. Най-често за електролит се използва разтвор на натриева основа. По своята същност цинково-въздушните елементи са междинно звено между химическите източници на ток и горивните клетки.

Цинковият електрод е широко разпространен, а цинкът е сравнително евтин. Недостатък е, че при зареждане променя структурата си и в този случай няма дълъг живот. Алтернативата е механична замяна, която се извършва за около минута две.

Въздушният електрод е двуслоен. Вътрешната страна, която контактува с електролита е хидрофилна и на нея е нанесен катализатора. Външният слой е хидрофобен. Пропуска въздуха до зоната на реакцията и задържа електролита в клетката.

Експлоатационният живот на въздушния електрод зависи от избраната конструкция и технология.

Въздухът, като носител на кислород е в неограничена наличност и безплатен. В елементът на практика е само единият енергоносител и по тази причина специфичната енергия на единица тегло и обем, са много по-добри от тези на оловните акумулатори и дори на акулмулаторите литий-йон. Мощността на елемента може допълнително да се повиши, ако въздухът се подава принудително под налягане или с вентилатор.

Това е само една от възможностите и както всяка има и привърженици и противници.

Скоро попаднах на една статия, която сравнява възможностите на цинково-въздушните елементи и акумулаторите литий-йон при използване в електромобили.

Ще я споделя тук, защото в нея има загатнати някои неща, които дават отговор, защо алтернативните варианти за задвижване на автомобилите трудно ще пробият. Ще добавя само, че тук авторът изпуска една подробност. Смяната на цинковете електроди и алкалния електролит, е доста мръсна за хората и околната среда процедура.

Битката на технологиите - Li-ion срещу Zinc-air

Забавянето на навлизането на алтернативните начини за задвижване на автомобилите, обикновено се приписва на някакъв заговор на производителите на петроли продукти. В това може да има някаква истина, но всъщност старите износителки на петрол, отдавна са подготвени за времето, когото той ще свърши. Освен това, дори напълно да спре използването на петролни продукти в автомобилите, пазар за петрола ще има. Петролът е суровина за много продукти, някои от които носят по-големи печалби, отколкото горивата.

Според мен част причините, че алтернативните технологии за задвижване на автомобилите, няма да се наложат скоро, са следните:

1.На първо място е конкуренцията на двигателите с вътрешно горене. Когато те са създадени, по пътищата са нямали конкурент и това е причина за бързото им разпространение. В железниците и плавателните съдове, двигателите с вътрешно горене са имали конкуренцията на парата и налагането им е било много по-трудно и продължително.

За да се наложи нова технология или продукт, срещу нещо старо, трябва новото да е много по-добро.

2.Разнообразието от идеи, технологии и решения. Разнообразието е дори по-голяма пречка от конкуренцията. Различни фирми и учени работят по различни проекти и развитието е налице. Проблемът е, че за да се наложат алтернативите, трябват инвестиции, които са рискови. Никой не иска да рискува и да заложи на една технология, защото още утре се появява по-добра. Например според мен, горивните клетки, ще са в основата на бъдещата алтернатива, но самите те са десетки видове и никой не може да каже, дали известните днес са най-добрите и ще са такива след десет години.

3.Докато сега използваните енергийни носител имат развита мрежа от места за зареждане, всяко ново нещо изисква създаване на такава. Използването на съществуващите бензиностанции, не е много вероятно и възможно, а изграждането на нови ще отнеме десетилетия и ще струва сума, която не мога да си представя.

За съжаление много разводних нещата, но темите се преплитат една в друга. Дано сте научили нещо ново, а за да съм сигурен, ето още една тема, показваща разнообразието на възможностите. Не зная, дали е достоверно, но защо пък не?

Меланинът – гориво на бъдещето?