Американцы испытали прототип крохотного устройства, которое генерирует электроэнергию напрямую из бензина, минуя риформинг топлива и промежуточные стадии преобразования его химической энергии.
Подобные топливные элементы уже появлялись, но Эрик Ваксман (Eric Wachsman) и его коллеги из центра энергетических исследований университета Мэриленда (UMERC) сумели изменить конструкцию так, чтобы она оказалась больше приспособлена к установке на автомобиль.
Речь идёт о твердооксидных топливных элементах (SOFC). Этот тип электрохимических генераторов способен переваривать широкий спектр углеводородного горючего без необходимости в извлечении водорода.
Однако существующие SOFC довольно громоздки, и потому применяются в основном в стационарном амплуа, например как резервные генераторы в зданиях (вспомним впечатляющий "цветочный ящик"). Кроме того, SOFC работают при очень высоких температурах (порядка 800-900 °C), а это вызывает сложности с теплоизоляцией, особенно важной в случае работы на борту автомобиля.
Ваксман со товарищи путём подбора керамического электролита и оптимизации дизайна ячейки сумели снизить её рабочую температуру до 650 °C.
В частности, авторы исследования сократили толщину керамического слоя с сохранением прочности всей конструкции. Также они поработали над микроскопической структурой электролита и электродов.
Более того, по информации Technology Review, учёные намерены развить этот проект, снизив нагрев элемента до очень низких (для данного класса устройств) 350 °C.
Это уже позволит без проблем устанавливать подобный генератор в автомобиле. Тем более что новая система вышла у изобретателей весьма компактной. Набор топливных ячеек (упакованных в «бутерброд») представляет собой квадратик со стороной всего в 10 сантиметров.
Производительность опытного устройства достаточна для работы в качестве «расширителя дальности пробега» гибридной легковушки (удельная мощность каждой пластинки составила около двух ватт на квадратный сантиметр — выдающийся параметр для SOFC).
Снижение рабочей температуры также означает снижение стоимости материалов и сокращение времени разогрева при запуске. Потому Ваксман считает, что улучшенные SOFC смогут со временем заменить ДВС в гибридах, предлагая больший КПД, чем у традиционного двигателя.
Такие топливные элементы, потребляющие бензин, могли бы понемногу пополнять запас энергии в аккумуляторах, от которых питается электромотор. Батареи взяли бы на себя начальный разгон автомобиля и вообще все всплески в потреблении энергии, а SOFC работали бы спокойно и равномерно (как им «больше нравится»), увеличивая пробег на одной зарядке аккумуляторов.
А почему, вы думаете, не пойдут?
Сергей, а подкрепить фактами можно?
Я имею в виду то,что мы в настоящее время очень серьезно в этом вопросе обгоняем ту же Америку.
может кто-нибудь знает детали?
Гномик приезжает на заправку на маленькой машинке и говорит:
— Мне, пожалуйста, капельку бензина!
— Может тебе и в колесико пукнуть?
И как энергоноситель, чистый водород самые емкий. Ацетилен тоже хорошо, но там углерод — опять вонь будет.
Да, про бак я не подумал.
Согласен. А этанол можно и подругому употребить. ;)
У нас такие наработки наверное есть, вот только не слышал о переходах наработок к производству. Обидно.
Опять же, Honda Clarity вполне себе на топливных элементах ездит (пробегая 450 км на одной заправке сжатым водородом) и даже в лизинг продаётся www.membrana.ru/particle/3653
Другое дело, дорого это всё пока. Очень дорого.
К примеру, ячейки о которых идет речь.
Одна ячейка 10Х10см — 200 ватт. Толщина (если не монтаж на фото) меньше сантиметра, часть места слопает сборка «в стопочку» и всякие зазоры, предположим — 2 киловатта или 2,72 лошадиных силы (уж пардоньте за такой дубовый «перевод»)с кубического дециметра.
150 лошадок — потянут на 54,54 кубических дециметра или 0,054 кубометра. Вполне сравнимо с неплохим автомобильным двигателем, всякие ренезисы в расчет не берем. они и многие авиационные по соотношению мощность/размер делают... кстати, авиационный будет много меньше. Даааа — это еще без учета того, что нам больше полусотни кило «железа» надо погреть до 650° )))
**** — в статье о Кларити, ссылка на очень интересный материал ... дирижабль бы этими водорослями частично набить, да придумать как оболочки растить — но это уже совсем другая, фантастическая история )))
www.energymatters.com.au/index.php?main_page=news_article&article_id=1799
У ТЭ КПД может быть ещё выше (хотя и не обязательно, зависит от многих факторов), но ведь вы получаете ток, который вам нужно преобразовывать, регулировать напряжение, частоту, потом пускать его на электромотор. Это всё лишние потери при трансформации. Совсем не обязательно, что суммарный КПД установки у вас будет выше, чем у дизеля.
На наземном транспорте такая схема (ТЭ, аккумуляторы, электромотор) интересна потому, что КПД автомобильных моторов, да ещё с учётом рваного (неравномерного) режима — куда ниже. Там в среднем хорошо если 20% получается. Плюс при гибридной схеме появляется отличная возможность для рекуперации, а у автомобилей в городе обычный режим — частые разгоны-торможения. У судов же такого же нет — они подолгу идут равномерно, часами, а то и днями.