123
Новости Энергетика и экология

«Зеленые» топливные ячейки томских ученых помогут экономить на выработке энергии

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) создают топливные ячейки, снижающие затраты на выработку электрической и тепловой энергии. Они имеют повышенный коэффициент полезного действия и почти не загрязняют атмосферу. «Батарейки», созданные политехниками и работающие на природном газе, можно будет использовать для энергоснабжения отдельных зданий, в том числе в отдаленных районах, сообщает пресс-служба вуза.

Компактные топливные ячейки политехники изготавливают путем магнетронного напыления: при помощи плазмы тончайшие слои материалов, составляющих «батарейку», наносятся друг на друга. По словам ученых, отличие разработанной ими технологии от существующих аналогов в том, что распыление всех слоев — анода, электролита и катода — осуществляется в едином цикле.

20151215_Lebedinskiy_A.M_4087

«Получить топливную ячейку полностью в одном цикле напыления пока не пытался никто. Сейчас каждый слой изготавливают разными методами, в разных средах. Мы же хотим напылять все составляющие, в том числе анод и катод, обладающие наноразмерной пористостью и благодаря этому повышающие эффективность топливного элемента», — рассказал доцент кафедры экспериментальной физики Физико-технического института ТПУ Андрей Соловьев.

По словам ученых ТПУ, топливные элементы создаются в мире и сейчас, однако в основном их изготавливают другими методами, традиционно используемыми для спекания керамики: шликерным литьем, прессованием порошков. Такие топливные ячейки работают при высокой температуре — порядка 800-850 градусов Цельсия, из-за чего требования к элементам энергетической установки очень высокие. Метод магнетронного напыления, в свою очередь, позволяет получать тончайшие топливные ячейки толщиной до десятка микрон. Благодаря этому удастся снизить рабочую температуру до 650-700 градусов, следовательно, увеличить срок службы самих батарей и всего оборудования.

«Наши топливные элементы имеют больший коэффициент полезного действия, чем существующие аналоги: на получение энергии тратится значительно меньше ресурсов. Кроме того, это относительно экологичный метод, поскольку практически отсутствуют выбросы углерода. Сжигать топливо в таких установках не требуется, нужно только подвести к батарее газ», — отметил руководитель проекта, постдок лаборатории №1 Института физики высоких технологий ТПУ Алексей Лебединский.

Как отмечают политехники, применять разрабатываемые ими топливные элементы возможно и в компактных энергетических установках. «Такая установка размером со стиральную машинку вполне может обеспечить частный жилой дом электроэнергией и теплом. Это будет выгоднее для конечного потребителя. Если в централизованной энергосистеме электричество генерируется в одном месте, а затем передается на большие расстояния, то здесь оно производится непосредственно у потребителя, и никаких потерь при передаче нет», — объяснил Соловьев.

Подобная система особенно удобна для снабжения отдаленных поселков или обслуживания нефтепроводов. Установки могут быть мобильными и работать автономно без помощи оператора. По словам руководителя проекта, первую в мире технологию изготовления топливных элементов методом магнетронного напыления в едином цикле ученые ТПУ создадут к концу 2018 года. Разработка политехников уже получила поддержку Российского научного фонда (РНФ) сроком на три года.

Как уже рассказывал Russian IT World, аспирант Санкт-Петербургского Университета ИТМО Алексей Алешин создал компактный энергоэффективный проветриватель (регенератор) Aeris, который позволит сэкономить деньги на электроэнергии.

Об авторе

Тимур Хафизов

Тимур Хафизов

Корреспондент Russian IT World

Получайте новости первыми

Подпишитесь на наш Telegram-канал

t-do.ru/ritworld