Дослідники Массачусетського технологічного інституту (MIT) представили інноваційний натрій-повітряний паливний елемент, здатний живити важкі електричні транспортні засоби, включаючи літаки. У світі, де відбувається перехід до альтернативних джерел енергії, електричні батареї займають важливе місце, однак вони стикаються з певними обмеженнями, особливо в контексті важкого транспорту.
Про це розповідає ProIT
На сьогоднішній день літій-іонні батареї залишаються основним вибором для електричного транспорту, але їхня ємність не завжди відповідає вимогам важких літальних апаратів, кораблів і потягів. Металево-повітряні батареї, як потенційна альтернатива, ще перебувають на етапі розробки. Дослідники MIT обрали інший шлях, замінивши рідкий електроліт на твердий паливний елемент.
Інноваційний підхід MIT
В експерименті вчені використовували дві вертикальні скляні трубки, з’єднані твердим керамічним електролітом і пористим повітряним електродом. В одній трубці містився рідкий натрій, в іншій — повітря. У процесі хімічної реакції утворювався оксид натрію, а також енергія. Завдяки контролю вологості повітря науковці змогли досягти щільності енергії 1700 Вт·год на кілограм, що перевищує необхідні 1000 Вт·год на кг для електричних літаків.
На відміну від батарей, де компоненти необхідно заряджати, компоненти паливного елемента використовуються та легко замінюються, що можна зробити значно швидше за заряджання компонентів батареї.
Паливний елемент виробляє оксид натрію, який взаємодіє з вологим повітрям, формуючи гідроксид натрію. Цей гідроксид, у свою чергу, реагує з вуглекислим газом, утворюючи карбонат натрію, а згодом — бікарбонат натрію, відомий також як харчова сода.
Екологічні переваги
Крім очищення атмосфери від CO2, бікарбонат натрію може потрапляти в океани та зменшувати їхнє закислення. Ці рішення пропонувалися для боротьби зі зміною клімату, але раніше реалізація була ускладнена високими витратами. Натрій, на відміну від літію, доступний у багатьох регіонах світу, що робить його більш зручним для масового виробництва.
Дослідники планують подальшу розробку паливних елементів, які зможуть живити великі безпілотники, а згодом перейти до створення більш габаритних елементів для літаків та кораблів.