Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Prąd z powietrza - interesujące ogniwo paliwowe
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Postępy na polu ogniw paliwowych mogą spowodować, że technologia ta będzie na tyle tania, że w niedalekiej przyszłości zastąpi silniki spalinowe, uważają naukowcy z University of Waterloo. Informują oni o powstaniu ogniwa paliwowego, które może pracować co najmniej 10-krotnie dłużej niż dotychczas stosowane technologie. To zaś oznacza, że przy produkcji na skalę masową używanie takich ogniw do zapewniania energii pojazdom może okazać się konkurencyjne cenowo w stosunku do pojazdów z napędem spalinowym.
Dzięki naszej technologii napęd wykorzystujący ogniwa paliwowe może być porównywalny kosztowo lub tańszy niż napęd spalinowy. Z nadzieją patrzymy w przyszłość. To technologia, która może rozpowszechnić czyste napędy, mówi Xinguo Li, dyrektor Fuel Cell and Green Energy Lab na University of Waterloo.
Obecnie stosowane ogniwa paliwowe mogłyby teoretycznie zastąpić paliwa kopalne w napędach pojazdów, jednak się zbyt drogie. Kanadyjscy naukowcy rozwiązali problem kosztów znacząco wydłużając żywotność ogniwa poprzez produkowanie stałych ilości energii. To zaś oznacza, że ogniwo, które produkuje energię z reakcji łączenia tlenu i wodoru, może być znacząco prostsze, a zatem i tańsze.
Znaleźliśmy sposób na obniżenie kosztów przy jednoczesnym spełnieniu założeń co do wydajności i trwałości, cieszy się Li. Kanadyjczycy mają nadzieję, że dzięki ich technologii ogniwa paliwowe zaczną się upowszechniać i z czasem zastąpią zarówno samochody spalinowe jak i standardowe pojazdy elektryczne.
To dobry pierwszy krok, zmiana, która może być odpowiedzią na problemy związane ze spalaniem paliw kopalnych przez transport, dodaje uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Uniwersytecie Josepha Fouriera w Grenoble powstało ogniwo paliwowe zasilane glukozą i tlenem pochodzącymi z organizmu żywej istoty. Naukowcy pracujący pod kierunkiem doktora Serge'a Cosniera wszczepili je zwierzęciu laboratoryjnemu.
Niewykluczone zatem, że w ciągu najbliższych dwóch dekad pojawią się ogniwa, które będzie można wszczepiać ludziom, a które zasilą najróżniejsze wykorzystywane przez nas urządzenia. Najbardziej oczywistym zastosowaniem dla takich ogniw jest zapewnienie energii implantom. Dzięki postępom medycyny i techniki powstają coraz nowocześniejsze implanty, z których wiele wymaga zasilania.
Nawet w rozrusznikach serca, wymagających niewiele energii, baterie trzeba wymieniać co 5 lat. Tymczasem co piąty 70-latek, któremu wszczepiono rozrusznik, żyje przez kolejne 20 lat. To oznacza konieczność przeprowadzenia 3 kosztownych i ryzykownych zabiegów chirurgicznych związanych z wymianą baterii.
W przyszłości mogą powstać sztuczne nerki, kończyny czy oczy, które będą potrzebowały znacznie więcej energii niż rozruszniki. Chirurgiczna wymiana baterii co kilka miesięcy będzie obarczona zbyt wysokimi kosztami i ryzykiem.
Stworzenie ogniwa paliwowego, które może korzystać ze znajdujących się w organizmie substancji to krok w odpowiednią stronę.
Wspomniane ogniwo jest stosunkowo proste. Składa się z dwóch elektrod. Zadaniem jednej jest usuwanie elektronów z glukozy, zadaniem drugiej - przekazywanie elektronów do molekuł tlenu i wodoru. Połączenie elektrod tworzy obwód, którym płynie prąd.
Zarówno glukoza jak i tlen są łatwo dostępne w organizmie człowieka. Teoretycznie takie ogniwo mogłoby pracować przez całe życie osoby je posiadającej.
Idea produkcji energii z glukozy i tlenu znajdujących się w płynach fizjologicznych narodziła się w latach 70. ubiegłego wieku. Stworzone wówczas ogniwa zapewniały jednak zbyt mało energii.
Obecnie zbudowano wydajne ogniwo, a przyczyniły się do tego badania nad... enzymami. Okazało się bowiem, że oksydaza glukozy bardzo dobrze radzi sobie z usuwaniem elektronów z glukozy. Jest bardzo efektywna w generowaniu elektronów - mówi profesor Itamar Willner z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, który w 2002 roku stwierdził, iż postępy w biotechnologii pozwolą pewnego dnia na stworzenie efektywnego ogniwa paliwowego zasilanego płynami ustrojowymi.
Doktor Cosnier i jego grupa postanowili wykorzystać biotechnologię oraz odkrycia w dziedzinie węglowych nanorurek. Zdecydowali, że nadszedł czas, by spróbować stworzyć ogniwo.
W ubiegłym roku wszczepili takie urządzenie szczurowi. Znajdowało się ono w ciele zwierzęcia przez 40 dni. W tym czasie pracowało bez najmniejszych zakłóceń, produkowało prąd i nie zauważono żadnych - ani fizjologicznych ani behawioralnych - skutków ubocznych u zwierzęcia.
Uczeni stworzyli prosty system. Jedna z elektrod składa się z pasty z węglowych nanorurek wymieszanej z oksydazą glukozy, a druga z glukozy i oksydazy polifenolu. W elektrodach znajduje się platynowe okablowanie przekazujące energię elektryczną. elektrody zamknięto w specjalnym materiale, które ma uniemożliwić przenikanie materiałów z których są zbudowane do organizmu.
Całość dodatkowo owinięto materiałem, który zabezpiecza ogniwo przed odrzuceniem przez organizm.
Doktor Cosnier zauważa, że szczur jest zbyt mały, by wyprodukować ilość energii wystarczającą do zasilenie implantu. Dlatego planuje w przyszłości wszczepić swoje urządzenie krowie.
Przed naukowcami jest jeszcze dużo pracy. Cosnier zdaje sobie z tego sprawę. Dzisiaj możemy wygenerować tyle energii, by zasilić sztuczny mięsień zwieracza lub rozrusznik serca. Już w tej chwili pracujemy nad systemem, który wyprodukuje 50-krotnie więcej energii, co pozwoli na zasilanie znacznie bardziej wymagających urządzeń - stwierdza.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Na Pennsylvania State University powstało ogniwo paliwowe produkujące wodór z materii organicznej. Nie wymaga ono użycia zewnętrznego zasilania i nie emituje do atmosfery związków węgla.
Ten system może produkować wodór w każdym miejscu, w którym woda morska występuje w pobliżu ścieków. Nie jest do tego potrzebna sieć elektryczna, a całość jest neutralna pod względem emisji węgla. To niewyczerpane źródło energii - mówi profesor Bruce E. Logan.
W nowym ogniwie zachodzi elektroliza, w której biorą udział mikroorganizmy produkujące wodór z materii organicznej. Już wcześniej przeprowadzano tego typu elektrolizę, jednak za każdym razem ogniwo paliwowe wymagało zewnętrznego zasilania. Teraz Logan i jego współpracownik, doktor Younggy Kim, wykorzystali różnicę w zasoleniu wody morskiej i słodkiej do uzyskania dodatkowej energii potrzebnej w całym procesie.
Wyniki ich badań, opublikowanych w Proceedings of the National Academy of Sciences pokazują, że czysty wodór może być efektywnie produkowany z niewyczerpanych zasobów wody morskiej i wody słodkiej z dodatkiem biodegradowalnej materii organicznej.
Efektywność ogniw wynosi 58-64 procent, co pozwala na uzyskanie 0,8 do 1,6 metra sześciennego wodoru z każdego metra sześciennego wprowadzonego płynu. Naukowcy szacują, że do przepompowywania wody w systemie zużywane jest tylko 1% produkowanej przezeń energii.
Kluczem do sukcesu było wykorzystanie odwróconej elektrodializy (OED), która pozwala na pozyskanie energii z różnicy potencjałów pomiędzy wodą słodką a słoną. Już wcześniej proponowano pozyskiwanie energii z licznych membran OED, jednak okazały się one niepraktyczne. Membrany OED do hydrolizy wody potrzebują napięcia 1,8 wolta, co wymagałoby użycia aż 25 par membran. Logan wpadł na pomysł wykorzystania w jednym systemie membran oraz bakterii wytwarzających prąd z materii organicznej, co pozwoliło na zmniejszenie liczy par membran do zaledwie pięciu.
W roli katalizatora została użyta platyna, jednak badania już wykazały, że możliwe jest też wykorzystanie siarczku molibdenu. Wówczas jednak wydajność systemu spada do 51%.
Prace Logana były finansowane przez KAUST.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Nasza planeta zawiera ograniczone ilości surowców. Niektórych wystarczy jeszcze na długo, ale rzadkich metali nigdy nie było dość, a wzrastające zapotrzebowanie każe szukać innych metod wydobycia i odzysku. Z pomocą mogą nam przyjść pospolite bakterie.
Do najcenniejszych surowców zalicza się metalu z grupy platynowców, na przykład pallad. Jak wszystkie platynowce, posiada wyjątkowe właściwości chemiczne, które wykorzystywane są w produkcji katalizatorów. Pallad znajduje się na przykład w urządzeniach do wychwytywania dwutlenku węgla, czy odzyskiwania chromu.
Podaż palladu nigdy nie nadążała za popytem, a niewielkie jego zasoby każą szukać sposobów na odzyskiwanie go ze zużytych urządzeń. Skłania do tego zarówno ekologia, jak i prosty rachunek ekonomiczny.
Naukowcy ze School of Biosciences (Szkoły Bionauk) na University of Birmingham opracowali wyjątkowy sposób ekologicznego, biologicznego odzyskiwania palladu z odpadów przemysłowych. W roli wyjątkowo skutecznego „małego chemika" występują pospolite bakterie glebowe Desulfovibrio desulfuricans. Potrafią one działać jak biokatalizatory i redukować dostępny pallad do metalicznych nanocząsteczek. W ostatnich badaniach udało się rozpracować mechanizm tego zjawiska i odpowiedzialne za niego cząsteczki, obecne na powierzchni bakterii. Redukcji palladu dokonuje enzym hydrogenaza, przyłączając cząsteczki metalu. Bakterie pokryte taką metaliczną warstwą określane są jako „BioPd" („BioPallad").
Rewelacją jest to, że taki BioPallad nie wymaga żadnych dalszych procesów, może być bowiem bezpośrednio używany do wytwarzania katalizatorów, na przykład oczyszczających środowisko z chromu, powszechnie używanego przy produkcji farb. BioPd wykaże swoją przydatność również przy produkcji czystej energii, ponieważ można go użyć do wytwarzania wodorowych ogniw paliwowych i wytwarzania czystej ekologicznie energii.
Doktor Kevin Deplanche, główny autor studium, zapowiada, że jego celem jest opracowanie technologii, pozwalającej w jednym kroku biologicznie przetwarzać przemysłowe odpady w cenne katalizatory.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zdaniem firmy Pike Research, która specjalizuje się w globalnych analizach rynków czystych technologii, do roku 2020 na całym świecie będzie sprzedawanych rocznie 670 000 samochodów z ogniwami paliwowymi. Najwięcej, bo 134 000, będzie sprzedawanych w USA. Drugim pod względem wielkości będzie rynek chiński z ponad 129 000 takich pojazdów. Niemcy będą kupowali ich o 1000 mniej.
Wielu specjalistów nie wierzy w te prognozy, nazywając je zbyt optymistycznymi. Wątpią bowiem, czy w ciągu 10 lat liczba stacji, na których będzie można "zatankować" taki samochód, będzie na tyle duża, by klienci chcieli powszechnie używać tego typu pojazdów.
Analitycy Pike Research zauważają jednak, że kilku wielkich producentów, takich jak Toyota, GM czy Honda obiecuje, że do roku 2015 rozpoczną sprzedaż własnych samochodów z ogniwami paliwowymi. Ponadto Honda obiecuje, że w ciągu pięciu lat na rynek trafi domowy system produkcji wodoru. Ma on pasować do przeciętnego amerykańskiego domu jednorodzinnego, którego właściciel będzie musiał ułożyć na dachu panele słoneczne i wykorzysta wodę do pozyskiwania wodoru. System ma być na tyle wydajny, że zapewni paliwo dla typowego amerykańskiego kierowcy, który średnio przejeżdża około 10 000 mil rocznie.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.