Brakujące ogniwo paliwowe z lekkim zapachem siarki
Idea ogniwa paliwowego jest eksploatowana w różnych dziedzinach, będąc interesującą alternatywą dla energii elektrycznej. Jednak z uwagi na względną sprawność tych urządzeń oraz wysokie koszty produkcji konieczne są dalsze prace nad ich modyfikacją. Na drodze do doskonałej wersji został wykonany kolejny krok - czyżby milowy?
Ogniwo paliwowe generuje prąd pod wpływem reakcji utleniania stale dostarczanego do niego paliwa. Zasada jego działania została odkryta w 1838 r. przez niemiecko-szwajcarskiego chemika Christiana Schönbeina, jednak praktyczne zastosowanie znalazło dopiero w latach sześćdziesiątych XX wieku, kiedy Stany Zjednoczone skonstruowały ogniwa z membranami polimerowymi, które wykorzystały w swoim programie kosmicznym. Od tamtej pory nieprzerwanie trwają prace udoskonalające ten wynalazek, rozszerzając jego zastosowanie.
Pod koniec 2014 r. świat obiegła informacja, że w Stanach Zjednoczonych, na Uniwersytecie w Utah, naukowcy opracowali ogniwo paliwowe, które jest zdolne pracować w temperaturze pokojowej. Jest to pierwszy taki wynalazek na świecie. Największą zaletą nowo powstałego ogniwa jest możliwość bezpośredniego wykorzystania JP-8 (Jet Propellant 8) - bazującego na kerozynie paliwa lotniczego, wykorzystywanego przez armię USA w ekstremalnych warunkach klimatycznych, które nie musi być, jak dotychczas, oczyszczane z siarki, znacznie obniżającej zdolność katalizatora do utleniania paliwa.
Ponadto, w nowym modelu ogniwa, podczas jego pracy nie są wymagane wysokie temperatury, co zwiększa jego efektywność (w tradycyjnych ogniwach dochodzi do zamiany na energię elektryczną tylko 30 proc. paliwa). - Jest to najlepszy dowód na to, że JP-8 oraz najprawdopodobniej inne związki tego typu mogą być używane w niskotemperaturowych ogniwach paliwowych - stwierdził lider zespołu naukowców zajmującego się projektem profesor Shelly Minteer.
W przeprowadzonym eksperymencie naukowcy zastosowali JP-8 w enzymatycznym ogniwie paliwowym (wykorzystującym dwa enzymy - oksydazę alkoholową oraz monooksygenazę alkanową). Było to pierwsze udane doświadczenie tego typu, jako, że do tej pory nikomu nie udało się znaleźć enzymów, które mogłyby utlenić JP-8.
Gdy naukowcy porównali działanie ogniwa z ogniwami, w których paliwem były heksan oraz oktan, doszli do wniosku, że zawarty w paliwie element siarki w żaden sposób nie wpływa negatywnie na produkcję prądu. Poza tym, wszystkie dotychczasowe ogniwa z tlenkiem stałym pracowały w temperaturze powyżej 510 stopni Celsjusza, przez co ich zastosowanie było znacznie ograniczone.
Generowana przez innowacyjne ogniwo energia jest uzyskiwana bez zapłonu paliwa, przez co może być wykorzystana zarówno w przenośnej elektronice, jak i samochodach elektrycznych. Naukowcy z Utah na razie są powściągliwi, nie podając konkretnych dat przewidujących zakończenie ich pracy.
Zakładając, że nowa technologia już wkrótce zostanie dopracowana do perfekcji, gdy w końcu ujrzy światło dzienne, możemy spodziewać się sporego przełomu na rynku elektronicznym, który wciąż boryka się z problemem niezawodnej baterii. Laptop przyszłości zasilany paliwem lotniczym? Brzmi odlotowo!
Michał Mądracki
