211service.com
Vandenilio kuras iš skruzdžių rūgšties
Nauji tyrimai rodo, kad skruzdžių rūgštis gali būti naudojama kaip saugus, lengvai transportuojamas kuro elementų vandenilio šaltinis. Matthiasas Beleris ir jo kolegos iš Leibnizo katalizės instituto Rostoke, Vokietijoje, rado būdą, kaip žemoje temperatūroje skruzdžių rūgštį, įprastą konservantą ir antibakterinį agentą, paversti vandenilio dujomis.
Vandenilis pagal poreikį: Generatorius išgauna vandenilį iš skruzdžių rūgšties ir tiekia jį į polimerinės elektrolito membranos kuro elementą, kuriame veikia nešiojamas kompiuteris.
Nors šiuo metodu gaminamas vandenilis greitu metu gali nepasinaudoti kuro elementais varomose transporto priemonėse, tyrėjai teigia, kad šis procesas gali pagaminti pakankamą kiekį mikro kuro elementų, kurie maitina nešiojamus elektroninius prietaisus, tokius kaip mobilieji telefonai ir nešiojamieji kompiuteriai.
Iššūkis gaminti, laikyti ir transportuoti vandenilį už prieinamą kainą neleido kuro elementams išpopuliarėti. Vietoj vandenilio dujų transportavimo praktiškiau turėti vandenilio turinčią medžiagą, kurią būtų galima suskaidyti, kad susidarytų dujos ten, kur jų reikia. Šiuo metu metanas ir metanolis pirmauja kuro elementų transporto priemonių vandenilio šaltinių sąraše. Paprastai jie suskaidomi garų riformingo būdu, kuriam reikia aukštesnės nei 200 °C temperatūros ir riformingo įrenginio.
Procesams, kurie veikia esant žemesnei temperatūrai, nereikės nei reformatoriaus, nei daug energijos, todėl jie galėtų būti tinkamesni vandenilio gamybai mažesniems kuro elementams, maitinantiems nešiojamus elektroninius įrenginius. Naujas procesas, kurį apibūdina Beleris ir jo kolegos taikomoji chemija , veikia nuo 26 iki 40 °C temperatūroje. Mokslininkai sumaišo skruzdžių rūgštį su aminais ir mišinį veikia rutenio pagrindu pagamintu katalizatoriumi, kuris suskaido rūgštį į vandenilį ir anglies dioksidą.
Skruzdžių rūgšties pranašumas yra tas, kad ji yra skysta ir gana lengvai tvarkoma, sako Beleris. Nors gryna rūgštis yra ėsdinanti, rūgšties mišinys su aminais yra gerybinis, sako jis.
Skruzdžių rūgštis taip pat gali būti naudojama tiesiogiai kuro elemente. Tai gali būti lengviau, nes taip sutaupoma papildomas veiksmas, pirmiausia paverčiant jį vandeniliu. „Tekion“, įsikūrusi Burnaby mieste, Kanadoje, bendradarbiauja su Vokietijoje įsikūrusia chemijos gigantu BASF, didžiausia skruzdžių rūgšties gamintoja, siekdama komercializuoti kuro elementą, kuris tiesiogiai naudoja skruzdžių rūgštį. „Tekion“, kuri dar neturi produkto rinkoje, teigia, kad jos skruzdžių rūgšties kuro elementai yra mažesni ir ne tokie sudėtingi nei tiesioginio metanolio kuro elementai. Tačiau tiesioginės skruzdžių rūgšties kuro elementai turi tą patį trūkumą, dėl kurio metanolio kuro elementai yra brangūs: abi technologijos yra mažiau efektyvios nei vandenilio kuro elementai.
Beleris nurodo, kad naudojant skruzdžių rūgštį vandenilio gamybai, taip pat yra trūkumų. Palyginti su metanu ir metanoliu, skruzdžių rūgštis turi daug mažiau vandenilio. Sunaudojus visą vandenilį, esantį kilograme metanolio, gaunama 4,19 kilovatvalandžių energijos, o skruzdžių rūgšties kilograme esantis vandenilis – 1,45 kilovatvalandžių.
Dėl to skruzdžių rūgštis gali tapti brangesniu vandenilio šaltiniu nei metanas ar metanolis. Tuo pačiu metu procesas užima mažiau energijos nei garų reformavimas, o naudojant geresnius katalizatorius, mokslininkai galėtų padidinti išlaidas, sako Beleris.
Skruzdžių rūgštis galėtų pasiekti nešiojamų elektronikos kuro elementų rinką, siūlo Richardas Farmeris, vadovaujantis vandenilio gamybos ir tiekimo komandai Energetikos departamento Energijos efektyvumo ir atsinaujinančios energijos laboratorijoje.
Tačiau norint pagaminti didelius vandenilio kiekius kuro elementų transporto priemonėms, procesas turėtų būti lyginamas su dabartiniu etalonu: garo ir metano riformingu. Farmeris teigia, kad degalinėje turėdami nedidelį garo keitiklio įrenginį, pasiekėme savo artimiausią tikslą – tris dolerius už kilogramą [vandenilio], neapmokestinto, bet pristatyto.
Beleriui ir jo kolegoms gali tekti nuveikti ilgą kelią, kad pagamintų pakankamai pigaus vandenilio transporto priemonėms, tačiau jie jau diskutuoja apie savo technologijas su dviem Vokietijos automobilių kompanijomis. Jie taip pat dirba su kai kuriais inžinieriais, kad sukurtų nedidelį prototipą automobilio modelį, kuriame būtų naudojama ši technologija ir kuris turėtų būti paruoštas per du mėnesius. Tačiau trumpuoju laikotarpiu, sako Beleris, mokslininkai mano, kad skruzdžių rūgštis yra nešiojamos elektronikos kuro šaltinis. Šiuo metu nesiekiame didelio naudojimo automobiliuose – tai nėra prasminga.