Российские ученые показали, что можно получать электроэнергию в космосе и на морских глубинах с помощью химической реакции водорода с дешевыми и доступными хлоратами, причем эффективность процесса достигает 50%. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Molecules.
В реакциях используются восстановители, которые отдают электроны, и окислители, которые принимают электроны, для выработки электричества. Вторым чаще всего является кислород. Однако его использование невозможно в космосе, глубоких шахтах или под водой.
Учеными Института физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина РАН (Москва) и Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН (Черноголовка) показано, что хлорат-анионы (ClO3- ), полученный из доступного кислорода, может быть эффективной заменой кислорода и дешевого хлората натрия (NaClO3) при растворении в воде. В сочетании с молекулярным водородом они могут производить электричество, а продуктом реакции является поваренная соль (NaCl), безвредная для окружающей среды.
— Нам удалось реализовать довольно элегантную идею в лабораторном устройстве, расширяющем диапазон применимости «топлива будущего» — газообразного водорода, — рассказал Дмитрий Конев, участник проекта, к.т.н.
Поскольку хлорат неактивен в отсутствие катализаторов, для запуска процесса его пропускают через небольшую зарядную ячейку. В результате в растворе накапливались кислородсодержащие соединения хлора (ClO2), катализирующие реакцию. В большинстве экспериментов химическая энергия преобразовывалась в электричество с КПД от 40% до 50%.
— Идея использования галогенатов (хлоратов и броматов) в источниках тока для бескислородных условий была предложена нашим коллегой Юрием Вячеславовичем Толмачевым, но необходимо было найти способ преодоления их электрохимической инертности. Ранее мы решили эту проблему для броматов, а теперь для хлоратов, совершив настоящий прорыв, — рассказал Михаил Воротынцев, руководитель проекта, заведующий лабораторией «Проточные окислительно-восстановительные батареи и электроактивные материалы» Института физической химии и электроактивных материалов РАН. наук.
Полученные данные необходимы для разработки источников энергии для космических кораблей, подводных лодок и средств индивидуального передвижения под водой, т.е. в условиях недостатка кислорода. В дальнейшем авторы планируют повысить эффективность предлагаемой ими системы.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен