Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowe komórki paliwowe z nanokryształów owiniętych grafenem

ghost666 12 Mar 2016 14:01 1815 8
  • Nowe komórki paliwowe z nanokryształów owiniętych grafenem
    Wodór jest najlżejszym i najczęściej występującym pierwiastkiem na Ziemi i w całym wszechświecie. Nie powinno być zatem wielkim zdziwieniem, że naukowcy od lat opracowują coraz to nowsze ogniwa paliwowe wykorzystujące ten pierwiastek, tak aby stworzyć nowe czyste źródła energii, które nie byłyby niczym ograniczone. Zakres ich zastosowań jest niemalże nieskończony - od samochodów poprzez przenośne generatory zastępujące baterie, aż po stacje nadawcze telefonii komórkowej. Wszystko to mogłoby być zasilane wodorem, którego wykorzystanie produkuje jedynie parę wodną.

    Aby umożliwić wodorowym źródłom energii konkurowanie z innymi źródłami napędu w przemyśle motoryzacyjnym, naukowcy z Berkeley Lab opracowują nowy materiał do konstrukcji ogniw paliwowych, mających zastąpić akumulatory. Wykorzystali oni w tym celu owinięte grafenem nanokryształy z magnezu, które mogą magazynować wodór.

    Zadaniem grafenu jest izolowanie nanokryształów od tlenu i wilgoci oraz zanieczyszczeń. Niewielkie otwory w grafenie, pozwalają na przenikanie molekuł wodoru przez tą izolację. Dzięki tego rodzaju filtracji udało się osiągnąć o wiele lepsze parametry komórki paliwowej czy systemów przechowywania wodoru, opartych o metaliczne nanocząstki. Na przykład magnezowe nanocząstki otoczone grafenem działać mogą jak 'gąbki' przechowujące wodór. Dzięki temu można przechowywać go w bezpieczny sposób.

    "Spośród wszystkich materiałów wodorkowych do przechowywania wodoru dla zastosowań w samochodach, nasz materiał ma najlepsze parametry, gdy chodzi o pojemność, odwracalność wiązania, kinetykę reakcji i stabilność" mówi Eun Seaon Cho, naukowiec z Berkeley Lab, odpowiedzialna za opisywany projekt.

    Nowe komórki paliwowe z nanokryształów owiniętych grafenem


    W przechowywaniu wodoru wykorzystuje się wodorki metali - wodór związany z metalem - dzięki czemu można przechowywać wodór pod niskim ciśnieniem. W opisywanym przypadku wodór wiąże się z powierzchnią magnezu.

    "Zaprezentowany przez nas element pokazuje, że możliwe jest praktyczne wykorzystanie nanokryształów metalicznych do przechowywania wodoru w przyszłości. Wierzę, że tego rodzaju materiały prezentują podejście, które umożliwi stabilizację reaktywnych materiałów, przy jednoczesnym umożliwieniu ich wykorzystania do stworzenia systemów przechowywania wodoru, ogniw paliwowych czy katalizatorów" mówi Jeff Urban, jeden ze współautorów badań.

    Ogniwa wodorowe do napędzania samochodów mają ogromny potencjał. Amerykański rynek samochodów elektrycznych coraz bardziej się zwiększa. Około 3% wszystkich aut w USA to samochody elektryczne - jest ich około pół miliona. Jakkolwiek technologia napędu wodorowego jeszcze nie została skomercjalizowana, ma ona ogromny potencjał, w związku z czym interesują się już nią niektórzy producenci samochodów - między innymi Toyota, Honda i General Motors.

    Potencjalną zaletą samochodów wodorowych, oprócz ekologicznych aspektów tego rozwiązania, jest fakt, że paliwo wodorowe zawiera dużo energii więc można osiągać podobny zasięg pojazdu przy mniejszej wadze paliwa. Gęstość energii na jednostkę wagi wodoru jest około trzech razy większa niż w przypadku benzyny.

    Źródło: http://phys.org/news/2016-03-fuel-cell-powered-graphene-wrapped-nanocrystals.html#jCp

  • #3 13 Mar 2016 08:00
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    sstasinek napisał:
    http://kopalniawiedzy.pl/wodor-magnez-przecho...e-Lawrence-Berkeley-National-Laboratory,12709
    "W pracach nad kompozytem brali też udział Christian Kisielowski, Ki-Joon Jeon, Anne Ruminski, Hoi Ri Moon i Rizia Bardhan."
    2011r - 5lat mineło ;)


    Minęło pięć lat, a ludzie w tym samym siedzą - http://www.nature.com/ncomms/2016/160223/ncomms10804/full/ncomms10804.html

  • #4 13 Mar 2016 12:51
    Pokrentz
    Poziom 21  

    Jakby ten wodór był takim cudem, to już dawno byśmy niczym innym aut nie poędzali.
    Na jednostkę masy, to może wodór ma najwięcej energii, ale jak policzyć ową masę razem z masą urządzenia do jego bezpiecznego magazynowania - to wychodzą jakieś śmieszne wartości. Nawet, jak sprężymy go po prostu do 200 atm, to objętość baku równoważnego bakowi benzyny będzie kilkukrotnie większa...
    No i skąd ten wodór wziąć? Z wody. Jest go tam pełno. A prąd do elektrolizy? Pewnie z tych stojących w polach nieruchomo wiatraków za ciężkie, podatnicze pieniądze?

  • #5 13 Mar 2016 19:42
    ghost666
    Tłumacz Redaktor

    Pokrentz napisał:
    Jakby ten wodór był takim cudem, to już dawno byśmy niczym innym aut nie poędzali.
    Na jednostkę masy, to może wodór ma najwięcej energii, ale jak policzyć ową masę razem z masą urządzenia do jego bezpiecznego magazynowania - to wychodzą jakieś śmieszne wartości. Nawet, jak sprężymy go po prostu do 200 atm, to objętość baku równoważnego bakowi benzyny będzie kilkukrotnie większa...
    No i skąd ten wodór wziąć? Z wody. Jest go tam pełno. A prąd do elektrolizy? Pewnie z tych stojących w polach nieruchomo wiatraków za ciężkie, podatnicze pieniądze?


    Tak, tych wiatraków, które aktualnie produkują około 10%, a za kilka lat będą produkować 20% zużywanego w Europie prądu.

  • #6 13 Mar 2016 20:44
    krru
    Poziom 32  

    Pokrentz napisał:

    No i skąd ten wodór wziąć? Z wody. Jest go tam pełno. A prąd do elektrolizy? Pewnie z tych stojących w polach nieruchomo wiatraków za ciężkie, podatnicze pieniądze?


    Wiatraki (i ognowa fotowoltaniczne) są bardzo dobre do zasilania np. elektrolizerów. W takim zastosowaniu nie trzeba bilansować na bieżąco mocy, bo można ten wodór wyprodukować na zapas jak są sprzyjające warunki.

  • #7 13 Mar 2016 21:19
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    krru napisał:
    Pokrentz napisał:

    No i skąd ten wodór wziąć? Z wody. Jest go tam pełno. A prąd do elektrolizy? Pewnie z tych stojących w polach nieruchomo wiatraków za ciężkie, podatnicze pieniądze?


    Wiatraki (i ognowa fotowoltaniczne) są bardzo dobre do zasilania np. elektrolizerów. W takim zastosowaniu nie trzeba bilansować na bieżąco mocy, bo można ten wodór wyprodukować na zapas jak są sprzyjające warunki.


    I o to właśnie chodzi - magazynowanie energii - wtedy wiatraki zaczynają mieć sens, poza tym w przyszłości po opanowaniu syntezy termojądrowej dalej jakoś energie trzeba będzie magazynować by mogla napędzać samochody - po to właśnie takie rozwiązania.

  • #8 14 Mar 2016 09:57
    Phaeton
    Poziom 14  

    Wodór to bardzo trudny w przechowywaniu gaz, więc zbiornik z natury będzie drogi. Inwestowanie w wodór do napędu samochodów to wg. mnie pomyłka, może w stacjonarnej energetyce to ma jakiś sens. Są przecież takie substancje jak syntetyczny metanol, który można przechowywać w zwykłym baku, z dużo większą gęstością energii na kg w układzie masa zbiornika + masa paliwa. Metanol przy tym może być użyty zarówno w ogniwach paliwowych jak i w zwykłych silnikach spalinowych.

  • #9 14 Mar 2016 14:20
    deus.ex.machina
    Poziom 32  

    Phaeton napisał:
    Wodór to bardzo trudny w przechowywaniu gaz, więc zbiornik z natury będzie drogi. Inwestowanie w wodór do napędu samochodów to wg. mnie pomyłka, może w stacjonarnej energetyce to ma jakiś sens. Są przecież takie substancje jak syntetyczny metanol, który można przechowywać w zwykłym baku, z dużo większą gęstością energii na kg w układzie masa zbiornika + masa paliwa. Metanol przy tym może być użyty zarówno w ogniwach paliwowych jak i w zwykłych silnikach spalinowych.


    Wodorki są w miarę bezpieczne i dość wydajne... co do syntetycznego metanolu - znacznie lepszy byłby butanol bo może być traktowany niemal jak bezpośredni zamiennik benzyny (metanol właściwie nie może być traktowany jako bezpośredni zamiennik benzyny, silnik wymaga przeróbek mechanicznych by w pełni wykorzystać metanol).

  Szukaj w 5mln produktów