Според разработчиците от Университета на Делауеър, тази „променяща правилата на играта“ технология е значителен напредък в улавянето на въглероден диоксид. Реалистично може да доближи пазара до по-екологични горивни клетки, разбираме от E&T.
Професор Юшан Ян, ръководител на катедрата по химично и биомолекулярно инженерство. От известно време разбои за усъвършенстване на горивните клетки с мембрана за обмен на хидроксиди (HEM).
Те са икономична и екологична алтернатива на традиционните горивни клетки на киселинна основа, използвани днес/
Но причината, поради която горивните клетки HEM все още не са на пазара, е, че те са чувствителни към въглеродния диоксид във въздуха. Този дефект бързо намалява производителността и ефективността на горивната клетка с до 20 %.
Това я прави не по-добра от бензинов двигател
Преди няколко години изследователите откриват, че този недостатък може да бъде решение – за отстраняване на въглеродния диоксид.
След като се задълбочихме в механизма, разбрахме, че горивните клетки улавят почти всяка частица въглероден диоксид, която постъпва в тях, и чудесно се справят с отделянето му от другата страна.
Брайън Сетцлър, доцент по изследвания в областта на химичното и биомолекулярното инженерство.
Макар че това не е идеално за горивната клетка, екипът знае, че ако успее да използва този вграден процес за самопречистване в отделно устройство, това ще бъде сепаратор на въглероден диоксид.
Устройството ще се намира нагоре по веригата на горивната клетка
Оказа се, че нашият подход е много ефективен. Можем да уловим 99 % от въглеродния диоксид от въздуха с едно преминаване, ако имаме правилния дизайн и правилната конфигурация.
Добавя Юшан Ян.
За тази цел те вграждат източника на енергия за електрохимичната технология в разделителна мембрана. Подходът включва вътрешно късо съединение на устройството.
Спираловидният модул на изследователския екип на университета приема водород и въздух през два отделни входа (показан вляво) и отделя въглероден диоксид и чист въздух (показан вдясно). Това се случва след преминаване през две окъсени мембрани с голяма площ и катализаторно покритие.
Вдясно виждаме отчасти как молекулите се движат в окъсената мембрана
Контролирахме тази горивна клетка с късо съединение чрез водород. И като използваме тази мембрана, можем да се отървем от обемистите компоненти. Такива са биполярните плочи, токоприемниците и въобще всякакви електрически проводници, които обикновено се намират в комплекта на горивните клетки.
Ли Ши, докторант в екипа на Ян.
Резултатите на изследователския екип показват, че електрохимична клетка с размери 2 на 2 инча (5 на 5 см) може непрекъснато да отстранява около 99 % от въглеродния диоксид във въздуха. Условието е той да преминава със скорост до около два литра в минута.
Ранен прототип на устройството с размер на кенче може да филтрира 10 литра въздух в минута, като изчиства 98 % от въглеродния диоксид. Мащабирано за автомобилно приложение, устройството би било с размер четири литра, обяснява Сетцер.
То може да отстранява въглероден диоксид и на други места
Например, патентованата технология би могла да позволи използването на по-леки и по-ефективни устройства за отстраняване на въглероден диоксид в космически кораби или подводници. Там постоянната филтрация е от решаващо значение.
Според Ши, тъй като електрохимичната система се захранва с водород, с развитието на водородната икономика джаджата би могла да се използва в самолети и сгради. Там рециркулацията на въздуха е желана като мярка за пестене на енергия.
