Топливный элемент

«Водород - топливо будущего», - так утверждают ученые. Во многих странах мира исследования по водородной энергетики является приоритетным направлениям развития науки. Они обеспечиваются финансовой поддержкой и государства, и бизнес-структур. Основная цель развития водородных технологий - снижение зависимости от традиционных энергоносителей - нефти, газа и угля. Всемирный бум в сфере водородной энергетики не может не привлечь внимание специалистов НАН Украины. Ведь многие академических институтов в 60-80 х годах прошлого века успешно работали в этой области науки и техники.

Ключевое условие перехода к водородной энергетики - поиск и создание надежных и экономически целесообразных топливных элементов на основе водорода.



Топливный элемент (ТЭ) - электрохимический генератор, обеспечивающий прямое преобразование химической энергии в электрическую. Отметим, что такие преобразования происходят и в привычных нам электрических аккумуляторах. Однако топливные элементы имеют два важных отличия: во-первых, они функционируют, пока топливо (восстановитель) и окислитель поступают из внешнего источника, во-вторых, химический состав электролита в процессе работы не изменяется, т.е. топливный элемент не надо перезаряжать.


Впервые об реальности создания топливного элемента сказал у 1839 году английский аматор у среде физики и химии, друг Майкла Фарадея Вильям Гроув. Он заметил, што после отключения внешного тока от электролитичемкой ячейки, в ней генерируется электрический ток.


В 60-е годы прошлого века были созданы топливные элементы мощностью до 1 кВт для американских программ «Джемини» и «Аполлон», в 80 е - 10 киловаттные для «Шаттла» и советского «Бурана». В те же годы построены электростанции мощностью 100 кВт на фосфорно-кислотных ПЭ. В Японии и США имеются опытные 10 мегаваттные электростанции. От 90-х годов и по сей день продолжается разработка топливных элементов мощностью от 1 кВт до 10 МВт для стационарной автономной энергетики. Кроме того, сейчас разрабатываются портативные источники электроэнергии (мощность менее 100 Вт) для компьютеров, сотовых телефонов, фотоаппаратов и т.д.
В качестве топлива в них используется спирт - метанол, из которого получают водород.