Kuro elementai tobulėja

   Kuro elementus, kuriuose jungiasi vandenilis ir deguonis, o atsiranda vanduo ir elektra, daug kas laiko vienintele ilgalaike vidaus degimo variklių alternatyva. Deguonies galima nemokamai pasiimti atmosferoje, o vandeniliu tenka pasirūpinti iš anksto. Svajonėse jau regima vadinamoji vandenilio energetika, kuomet jį ir deguonį bus galima gauti skaldant vandenį elektra, kurią gamins atsinaujinantys energijos šaltiniai, tokie kaip vėjo ar saulės jėgainės.

   Tačiau ir technologijos, ir vandenilio paskirstymui reikalingos infrastruktūros dar gali tekti laukti dešimtmečius. Keliuose tevažinėja vos vienas kitas vandeniliu varomas automobilis, todėl niekas neskuba statyti vandenilio degalinių tinklo. O kai sudėtinga gauti vandenilio, masinė kuro elementų gamyba irgi neapsimoka, todėl jie lieka brangūs ir mažai kam prieinami. Tikras užburtasis ratas!

   Čikagoje esančio Šiaurės vakarų universiteto mokslininkai sakosi sumanę kaip tą ratą pralaužti. Jie sukūrė kuro elementą naudojantį oktaną. Oktanas yra pagrindinis benzino komponentas, todėl vairuotojai, kurių automobiliuose bus tokie kuro elementai, galės užsipildyti baką beveik bet kur.

Oktanu varomas kuro elementas.
Gaminant vandenilį elemento viduje auga jo našumas.

   Bandymų naudojant katalizatorius išgauti iš benzino, dyzelino ar gamtinių dujų vandenilį būta ir anksčiau. Jie vis nepavykdavo, nes angliavandenilių skilimo metu atsiranda anglis, kuri nusėsdavo ant anodo ir drastiškai sumažindavo elemento efektyvumą. Negana to, procesas vyksta tik palyginti aukštoje temperatūroje, todėl vadinamąjį reformerį tenka kaitinti, ir po to bendras sistemos našumas telieka vos 29 procentai.

   Scotto Barnetto sukurtojoje sistemoje kuro elemento ir reformerio funkcijos yra suderintos tame pačiame prietaise - vandenilio ir deguonies jungimosi metu atsiradusi perteklinė šiluma yra panaudojama vandenilio gamybai stimuliuoti. Sistemos našumas turėtų siekti net 50 procentų.

   Anodo užsiteršimo problema buvo išspręsta padengiant šį elektrodą cirkonio oksidu, įspraustu tarp dviejų rutenio ir cerio oksido sluoksnių. Ši danga katalizuoja anglies jungimosi su deguonimi reakciją, todėl kieti suodžiai nesusidaro, o visa anglis iškeliauja lauk anglies dvideginio forma. Tai buvo patvirtinta eksperimentiškai, kuomet kuro elementas buvo maitinamas benziną primenančiu izooktanu.

   Problemos dar nesibaigė. Sistemoje naudojamas kietakūnių oksidų kuro elementas, kuris veikia 800 oC siekiančiose temperatūrose, todėl prieš darbą jį tenka pakaitinti. Tai reikštų, jog pradžioje tokie komponentai galėtų būti naudojami tiktai kaipo antriniai energijos šaltiniai. Jie, pavyzdžiui, galėtų būti hibridinių automobilių, pirmas kelias minutes, kol neužkais kuro elementai, varomų akumuliatoriaus elektra, dalis.


Mokslo įdomybės