Нова мембрана basf збільшує потужність водневих паливних елементів hypoint на 50%

15

Паливні елементи hypoint, призначені для авіації, вже зараз гарантують в три рази більшу потужність, ніж звичайні паливні елементи за вагою, але завдяки новій протонно-провідній мембрані, розробленої в партнерстві з basf, їх питома потужність зросте ще на 50%.

Так, basf – та сама компанія, яка стала відомою в 1980-х роках завдяки виробництву аудіокасет. Більшість людей не чули про неї з тих пір, як в 1990-х роках на ринку з’явилися компакт-диски. Як з’ясувалося, basf-це німецький транснаціональний виробник хімікатів, що існує з 1865 року, і її сторінка у вікіпедії викликає цікавість.

Протягом 156 років basf виробляє всі види хімікатів. Барвники, сода, сірчана кислота, аміак, пластмаси, уретани, стироли, вибухові речовини, та все що завгодно. Компанія входила в конгломерат ig farben, який, крім іншого, в 1935 році випустив перший в світі магнітофон.

При нацистському режимі газ zyklon-b компанії ig farben, спочатку був пестицидом і отрутою, використовувався в таборах знищення під час голокосту. Компанія також виробляла хімічну зброю, таку як нервово-паралітичні гази табун і зарин, а також потужна шкірно-наривна речовина іприт. На цьому справа не закінчується: американський підрозділ basf в 2018 році був другим за величиною промисловим підприємством, що забруднює воду в америці, і четвертим за величиною забруднювачем повітря, згідно з індексом peri “toxic 100”. І компанія досі утримує рекорд по найбільшій промисловій аварії в історії німеччини: її завод в оппау вибухнув в 1921 році, в результаті чого загинули 565 осіб.

Однак ми відволіклися від теми – мова йде про величезну і життєво важливу компанію, в якій в даний час працює близько 120 000 чоловік, а щорічний обсяг продажів становить близько 70 мільярдів доларів сша. Basf, безумовно, не намагається приховати свою багату історію.

Так чи інакше, basf також виробляє протонпровідні мембрани вже близько 15 років під торговою маркою celtec. Протонообмінні мембрани, безумовно, є ключовим компонентом водневих паливних елементів.

Працює вона наступним чином: гази водень (h2) і кисень (o2) розташовуються по обидві сторони мембрани, яка розроблена таким чином, щоб пропускати тільки поодинокі позитивно заряджені протони водню. Платиновий каталізатор на стороні водню розщеплює кожну молекулу h2 на два протони h + і два електрони. Протони проходять через мембрану на бік кисню, а електрони зустрічають їх там, проходячи через електричний ланцюг і створюючи струм. Потім електрони, протони і кисень з’єднуються на іншій стороні, утворюючи воду.

Тепер basf розробила нову мембрану, здатну працювати при більш високих температурах і тисках, ніж раніше, і володіє більш міцними механічними властивостями. Компанія hypoint, зокрема, розробляє унікальний паливний елемент “з турбоповітряним охолодженням”, який відрізняється від традиційних конструкцій саме тим, що використовує більш високі температури і тиск, щоб швидше пропустити більше протонів через мембрану, виробляючи більше енергії.

За даними компанії hypoint, при заданій вихідній потужності він набагато легше інших паливних елементів, представлених на ринку, почасти тому, що не вимагає ніякого охолоджуючого обладнання. Це робить його особливо привабливим для використання в літаках з нульовим рівнем викидів. Крім того, за повідомленням компанії, він працює в чотири рази довше і ефективніше на водні більш низької чистоти, ніж багато інших конструкцій.

Співпраця двох компаній дозволила випробувати і розробити нову мембрану basf, і вони сподіваються на вражаючі результати. “очікується, що нова високоефективна система паливних елементів, – йдеться в прес-релізі, – дозволить досягти потужності більше 3 000 вт/кг, що як мінімум на 50% більше, ніж у існуючої системи”. Для порівняння, традиційні паливні елементи, які, за даними hypoint, зазвичай видають 150-800 вт / кг.нові мембрани також зроблять паливні елементи hypoint ще більш стійкими до домішок у водневому паливі.

Компанії стверджують, що вони повинні бути випробувані і доступні для клієнтів до середини 2024 року. У електричній авіації, де вага має вирішальне значення, і кожен зекономлений фунт – це можливість збільшити дальність польоту або перевезти трохи більше вантажу, подібний проект оптимізації стане важливим кроком вперед у цій галузі.

Технологія водневих паливних елементів буде мати вирішальне значення в гонці за нульовим рівнем викидів вуглецю до 2050 року. В даний час це єдиний життєздатний варіант для польотів на електричних літаках на середні відстані, оскільки батареї настільки важкі, що підходять тільки для значно більш нетривалих поїздок.