Inovatívny palivový článok poskytne 3x vyššiu hustotu energie
Materiáloví vedci navrhli inovatívne zariadenie na skladovanie energie – palivový článok na báze tekutého sodíka a vzduchu. Tvrdia, že by mohol poskytnúť trikrát vyššiu hustotu energie na jednotku hmotnosti v porovnaní so súčasnými lítium-iónovými batériami používanými v elektrických vozidlách. Na rozdiel od tradičných batérií, ktoré sa dobíjajú, toto zariadenie na báze tekutého sodíka funguje tak, že sa dopĺňa palivom. Kľúčová chemická reakcia zahŕňa reakciu tekutého sodíkového kovu s kyslíkom z vlhkého vzduchu, čím sa generuje elektrina.
Táto reakcia tiež produkuje hydroxid sodný (NaOH) ako produkt výboja. Medzi hlavné výhody tohto palivového článku patrí jeho vysoká hustota energie. Testy laboratórneho prototypu ukázali takmer 1 700 watthodín na kilogram na úrovni jednotlivých „článkov“, čo sa predpokladá, že sa prejaví na viac ako 1 000 watthodinách na úrovni celého systému. Táto hranica 1 000 watthodín na kilogram sa považuje za kľúčovú pre elektrické letectvo.
Okrem toho je sodík, kľúčová zložka palivového článku, lacný a jeden z najhojnejších prvkov na Zemi. Skutočnosť, že sa dopĺňa palivom, a nie nabíja, zjednodušuje prevádzkový aspekt. Zaujímavosťou je aj užitočný vedľajší produkt: hydroxid sodný (NaOH), známy aj ako žieravá sóda, má komerčnú hodnotu. Potenciál tohto palivového článku presahuje len výrobu energie. NaOH sa ľahko kombinuje s oxidom uhličitým (CO₂) za vzniku uhličitanu sodného, ktorý môže ďalej tvoriť hydrogénuhličitan sodný (jedlá sóda).
V uzavretom systéme by sa NaOH mohol použiť na zachytávanie a sekvestráciu uhlíka z bodových zdrojov. V otvorenom systéme, napríklad na lietadle, by sa vypustený NaOH mohol kombinovať s atmosférickým CO₂. Ak by výsledný hydrogénuhličitan sodný dosiahol oceán, mohol by pomôcť s jeho deacidifikáciou, čím by sa pôsobilo proti škodlivým účinkom CO₂.
Výskumníci predpokladajú, že plne vyvinutá verzia tejto technológie by mohla byť kľúčová pri elektrifikácii dopravných systémov, ktoré je ťažké dekarbonizovať, ako sú lietadlá, lode a vlaky. Dosiahnutie prahu 1 000 watthodín na kilogram by konkrétne umožnilo elektrické letectvo pre regionálne lety, ktoré tvoria približne 80 % domácich letov a 30 % leteckých emisií.
Zdroj: cosmosmagazine.com.
Zdroj Foto: depositphotos.com.
