Znajdź zawartość

Na University of Illinois w Urbana-Champaign powstało najmniejsze znane nam ogniwo paliwowe. To kostka o wymiarach 3x3x1 milimetr. Być może w przyszłości miniaturowe ogniwa zastąpią baterie. Wielką zaletą ogniw jest znacznie większa gęstość energetyczna. Na tą samą jednostkę własnej powierzchni są w stanie zapewnić 10-krotnie więcej energii niż tradycyjna bateria. Jednak łatwiej jest zminiaturyzować baterię niż ogniwo z jego pompami i elektroniką kontrolną. Problem stanowi też fakt, iż małe pompy zużywają więcej energii niż jej dostarczają. Saeed Moghaddam z University of Illinois znalazł inny sposób produkcji ogniw. Mówi, że niepraktycznym byłoby miniaturyzowanie pompy, czujnika ciśnienia i całej elektroniki, a gdyby nawet jakimś sposobem udało się to zrobić, to całość zapewne zużywałaby więcej energii, niż byłaby w stanie wyprodukować. Dlatego też Moghaddam wraz z zespołem opracowali ogniwo paliwowe, które samo nie zużywa energii. Składa się ono z czterech elementów. Pojemnik z wodą znajduje się na górze i jest oddzielony cienką membraną od umieszczonego poniżej pojemnika z wodorkiem metalicznym. Pod nim z kolei znajduje się zespół elektrod membranowych (Membrane Electrode Assembly, MEA). W membranie znajdują się niewielkie otwory, które umożliwiają parze wodnej przeniknięcie do pojemnika z wodorkiem. Tam zachodzi reakcja, w wyniku której powstaje wodór. W komorze zwiększa się ciśnienie i wypycha w górę membranę, blokując dopływ pary wodnej. Wodór reaguje też z elektrodami, produkując energię elektryczną. Z czasem wodoru jest coraz mniej, ciśnienie się zmniejsza i para wodna znowu może się przemieszczać, podtrzymując reakcję. Dzięki temu, że ogniwo jest tak małe, to napięcie powierzchniowe, a nie grawitacja, kontroluje przepływ wody. Pierwsze miniaturowe ogniwa zapewniały napięcie rzędu 0,7 wolta przy natężeniu rzędu 0,1 miliampera i pracowały przez 30 godzin. Szybko je jednak ulepszano i już teraz udaje się osiągnąć 0,7 wolta oraz 1 miliamper. Steve Arscott z uniwersytetu w Lille, który specjalizuje się w mikroogniwach paliwowych nie jest pewien, czy ogniwa Amerykanów będą praktycznie użyteczne. Arscott mówi, że sam wyprodukował mikroogniowo, które korzysta nie z wodorku, ale z metanolu. Jego ogniwo jest trzykrotnie większe, jednak ma 10-krotnie większą gęstość energetyczną od ogniwa z Illinois. Jednak Arscott przestrzega przed bezpośrednim porównywaniem takich ogniw. Zauważa, że propozycja Amerykanów ma olbrzymią zaletę - ich ogniwo nie posiada zewnętrznego źródła paliwa, a większość ogniw takim źródłem się posługuje, co zmniejsza ich gęstość energetyczną. Ponadto ogniwo Moghaddama charakteryzuje się dobrą, bo wynoszącą 100 watów na litr, gęstością energetyczną.