Rakud sipelghappe jaoks
Kütuseelementides keemilise energia elektrienergiaks muundamise teoreetiline efektiivsus võib ulatuda 100%-ni. Protsent, kuid siiani on neist parimad vesinikud - nende kasutegur on kuni 60%, kuid sipelghappel põhinevatel kütuseelementidel on võimalus saavutada see teoreetiline 100%. Need on odavad, varasematest tunduvalt kergemad ja erinevalt tavalistest akudest annavad pideva töö võimaluse. Tasub meenutada, et madala rõhuga sisepõlemismootorite kasutegur on vaid umbes 20% -? ütleb dr Hub. Inglise Andrzej Borodzinski IPC PASist.
Kütuseelement on seade, mis muudab keemilise energia elektriks. Vool tekib vahetult kütuse põlemisel elemendi anoodil ja katoodil kasutatavate katalüsaatorite juuresolekul. Suurim takistus vesinikuelementide populariseerimisel on vesiniku salvestamine. See probleem on osutunud tehnilisest seisukohast äärmiselt keeruliseks ja seda pole veel rahuldavate lahendustega lahendatud. Vesinikrakkudega konkureerivad metanoolirakud. Metanool ise on aga mürgine aine ja seda tarbivad elemendid tuleb ehitada kalleid plaatinakatalüsaatoreid kasutades. Lisaks on metanoolielemendid väikese võimsusega ja töötavad suhteliselt kõrgel ja seetõttu potentsiaalselt ohtlikul temperatuuril (umbes 90 kraadi).
Alternatiivne lahendus on sipelghappe kütuseelemendid. Reaktsioonid kulgevad toatemperatuuril ning raku efektiivsus ja võimsus on selgelt kõrgemad kui metanoolil. Lisaks on sipelghape aine, mida on lihtne säilitada ja transportida. Sipelghappeelemendi stabiilne töö nõuab aga tõhusat ja vastupidavat katalüsaatorit. Meie algselt välja töötatud katalüsaatoril on väiksem aktiivsus kui seni kasutatud puhastel pallaadiumikatalüsaatoritel. Erinevus kaob aga pärast kahetunnist töötamist. Läheb paremaks. Kui puhta pallaadiumikatalüsaatori aktiivsus langeb jätkuvalt, siis meie oma on stabiilne,” ütleb dr Borodzinsky.
IPC pindaktiivse ainega välja töötatud katalüsaatori eelis, mis on eriti oluline majanduslikust aspektist, on see, et see säilitab oma omadused madala puhtusastmega sipelghappes töötades. Seda tüüpi sipelghapet saab kergesti toota suurtes kogustes, sealhulgas biomassist, seega võib uute elementide kütus olla väga odav. Biomassist saadud sipelghape oleks täiesti roheline kütus. Selle kütuseelementides osalemisel tekkivate reaktsioonide saadused on vesi ja süsinikdioksiid. Viimane on kasvuhoonegaas, kuid biomassi saadakse taimedelt, mis seda kasvu käigus omastavad. Selle tulemusena ei muudaks sipelghappe tootmine biomassist ja selle tarbimine rakkudes süsinikdioksiidi hulka atmosfääris. Ka sipelghappega keskkonnareostuse oht on madal.
Sipelghappe kütuseelemendid leiavad palju rakendusi. Kas nende kasulikkus on eriti suur kaasaskantavate elektroonikaseadmete puhul? mobiiltelefonid, sülearvutid, GPS. Neid elemente saab paigaldada ka jõuallikatena sõidukitele alates ratastoolist kuni elektrijalgratasteni ja jahtideni.
IPC PASis alustatakse nüüd esimeste sipelghappekütuseelementidest ehitatud patareide uurimist. Teadlased eeldavad, et kaubandusliku seadme prototüüp peaks valmima mõne aasta pärast.
füüsikalise keemia instituudi PAN materjalide põhjal
