Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

W Brookhaven National Laboratory (BNL) powstał nowy katalizator, dzięki któremu etanolowe ogniwa paliwowe mogą w końcu trafić do niewielkich urządzeń elektronicznych. Zasilane etanolem ogniwa mogą być bardziej efektywne niż etanolowe silniki oraz prostsze w użyciu niż ogniwa wodorowe. Etanol jest bowiem łatwiejszy w transporcie i przechowywaniu.

Dotychczas jednak nie istniał dobry katalizator, który byłby w stanie efektywnie utlenić etanol i pozyskać elektrony. Naukowcy z Brookhaven stworzyli katalizator, który zapewnia 100-krotnie wyższe natężenie prądu uzyskiwanego z etanolu niż dotychczas stosowane urządzenia. Pierwsze testy pokazały, że z centrymetra kwadratowego powierzchni można uzyskać 7,5 miliampera. Radoslav Adzic, chemik z BNL mówi, że jest prawie pewien, że katalizator, po wbudowaniu w ogniwo paliwowe, zapewni natężenie rzędu setek miliamperów na centymetr kwadratowy. Podobnego zdania jest Brian Pivovar, naukowiec z National Renewable Energy Laboratory, który nie brał udziału w badaniach w BNL.

Jeśli przewidywania naukowców się spełnią, to ogniwo etanolowe będzie równie wydajne co metanolowe. Etanol ma nad metanolem liczne przewagi: zapewnia więcej energii, jest mniej toksyczny i łatwiej uzyskać go ze źródeł odnawialnych.

Katalizator Adzica został zbudowany z niewielkich klastrów platyny i rodu umieszczonych na tlenku cyny. Połączenie rodu z tlenkiem cyny umożliwia rozerwanie w niskiej temperaturze połączeń pomiędzy atomami węgla, a platyna odgrywa kluczową rolę podczas produkcji protonów i elektronów z atomów wodoru.

Zanim katalizator trafi do komercyjnych produktów, trzeba przede wszystkim obniżyć jego cenę. Rod jest droższy od platyny, tak więc trzeba będzie albo zastąpić go innym metalem, albo opracować technologię, która pozwoli zmniejszyć jego ilość w katalizatorze.

Jednak Adzic osiągnął to, czemu nikomu wcześniej się nie udało - w niskiej temperaturze rozerwał wiązania węgla w etanolu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ogniwa etanolowe pewnie nigdy nie wejdą do użycia z prostego powodu: zbyt duże pole do manipulacji i omijania akcyzy :P Przecież alkohol użyty do zasilania ogniw będzie musiał być bardzo czysty, więc dodawanie jakichkolwiek bitreksów czy innych toksyn odpada :) I tak oto biurokracja zabije jeden z najlepszych pomysłów na zasilanie urządzeń elektrycznych ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest macintosh

Ogniwa etanolowe pewnie nigdy nie wejdą do użycia z prostego powodu: zbyt duże pole do manipulacji i omijania akcyzy :D Przecież alkohol użyty do zasilania ogniw będzie musiał być bardzo czysty, więc dodawanie jakichkolwiek bitreksów czy innych toksyn odpada :) I tak oto biurokracja zabije jeden z najlepszych pomysłów na zasilanie urządzeń elektrycznych ;)

uzależnieni piją denaturat i mają się dobrze :P

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jesteś pewny, że mają się dobrze? Poza tym, to niczego nie zmienia: do ogniw i tak będzie musiał być dodawany czysty alkohol i już, ogniwo paliwowe to nie alkoholik na głodzie :)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale jeśli ta energia ma być tak wydajna, to pewnie w ogniwie będzie z 1ml tego alkoholu - koszt całego ogniwa na pewno przewyższy koszt czystego spirytusu, więc może nie ma się o co martwić?

 

A z innej beczki - znów mamy katalizator Pt-Rh :) Tyle że teraz jeszcze z dodatkiem SnO2 :/ Ale te dwa metale obecne są w bardzo wielu układach katalitycznych - zwłaszcza platyna; bo rod, jak wspomniano, jest pieruńsko drogi :P Różnią się tylko proporcje oraz dodatki tlenkowe - w katalizatorach samochodowych dodawany jest np tlenek ceru ;) Ciekawe kiedy na rynek wejdą równie skuteczne katalizatory z metali nieszlachetnych..? Jest na ten temat sporo prac, ale jakoś żadna z nowych technologii nie została wprowadzona..

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By 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
    • By 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.
    • By 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.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Samochody przyszłości mogą być napędzane paliwem uzyskiwanym ze... starych gazet. Tak przynajmniej twierdzą uczeni z Tulane University, którzy zidentyfikowali nowy szczep bakterii nazwany TU-103. Bakterie te zmieniają stare gazety w butanol, a uczeni wykorzystują w swoich eksperymentach stare numery Times Picauyne.
      TU-103 to pierwszy znany szczep bakterii, który tworzy butanol wprost z celulozy. Celuloza obecna w zielonych roślinach to najobficiej występujący materiał organicznych. Wielu marzy o tym, by nauczyć się zmieniać ją w butanol. Każdego roku w samych tylko Stanach Zjednoczonych na wysypiska trafiają co najmniej 323 miliony ton materiałów zawierających celulozę - mowi Harshad Velankar, badacz zatrudniony w laboratorium Davida Mullina.
      Naukowcy odkryli TU-103 w zwierzęcych odchodach i opracowali sposób na nakłonienie bakterii do produkcji butanolu. Najważniejsze, że TU-103 tworzy butanol wprost z celulozy - mówi Mullin.
      Nowo odkryta bakteria jako jedyny mikroorganizm produkujący butanol może robić to w obecności tlenu. Inne bakterie tworzące butanol wymagają środowiska beztlenowego, co podnosi koszty produkcji.
      Butanol lepiej sprawdza się w roli biopaliwa, gdyż w przeciwieństwie do etanolu może być spalane w tradycyjnych silnikach, nadaje się do transportu istniejącymi rurociągami, ma słabsze właściwości żrące i można uzyskać z niego więcej energii.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Herself to rzeźba w formie sukienki, którą należy uznać za pierwszy na świecie element garderoby oczyszczający powietrze.
      Jak by nie patrzeć, choć powstała z betonowej mieszanki w spreju, prototypowa suknia jest bardzo piękna. Stanowi efekt kilkuletniej współpracy Uniwersytetów w Sheffield i Ulsterze, a także Londyńskiego College'u Mody. Jak napisano na witrynie projektu Catalytic Clothing, w swoim pobliżu Herself absorbuje zanieczyszczenia z powietrza. Na razie nie wiadomo, jak suknia działa. Amy Dusto z serwisu Discovery News podejrzewa jednak, że na podobnej zasadzie jak przezroczysty beton włoskiej firmy Italcementi, który stanowi połączenie cementu, żywic, żwiru i piasku. Materiał ten zadebiutował we włoskim pawilonie na zeszłorocznym Expo w Szanghaju. Przyjazny środowisku budynek, w którym go użyto, przypominał olbrzymi lampion, widać było bowiem prześwitujące przez niego światło. Niedawno wynalazek pojawił się też w Europie. W jego przypadku światło stanowi katalizator, przyspieszający zachodzenie reakcji między tlenkiem tytanu(IV) a zanieczyszczeniami powietrza. Zgodnie z doniesieniami, w ten sposób udaje się obniżyć stężenie tlenku węgla i tlenku azotu(IV) aż o 65%.
      Pomysłodawcy i wykonawcy sukni mają nadzieję, że w przyszłości 40 kobiet ubranych w Herself (lub ludzi w podobnie działającej odzieży) w minutę oczyści 2 metry sześcienne powietrza. Stanie się tak pod warunkiem, że skupią się na metrze kwadratowym podłoża. Mało wykonalne, chyba że weźmie się pod uwagę rekordy liczby osób, które zmieszczą się naraz np. w małym fiacie. Pozostaje mieć nadzieję, że naukowcy szybko ulepszą swoją technologię...
      Pod wskazanym adresem można obejrzeć zdjęcia sukni oraz zapisane na tablicy opinie o niej, wyrażane przez zwiedzających wystawę.
×
×
  • Create New...