Νέο υλικό για κυψέλες καυσίμου

Πηγή: Πανεπιστήμιο Αγ. Ανδρέα, 3 Φεβρουαρίου 2006

Ερευνητές στο πανεπιστήμιο του Αγίου Ανδρέα έχουν ανακαλύψει ένα νέο υλικό που θα μπορούσε να οδηγήσει σε αρκετά ισχυρότερες κυψέλες καυσίμων από αυτές που διαθέτουμε σήμερα. Χημικοί στο πιο πάνω πανεπιστήμιο βρήκαν  ένα νέο υλικό για τα ηλεκτρόδια, που επιτρέπει την αποδοτικότερη άμεση χρησιμοποίηση του φυσικού αερίου ή του βιοαερίου (όπως παράγεται δηλαδή από τα απόβλητα) στις κυψέλες καυσίμων. Έτσι το νέο υλικό θα μπορούσε να βοηθήσει να πετύχουμε τάσεις μέχρι και 40% υψηλότερες από αυτήν που παίρνουμε αυτή την περίοδο.

Τα συμπεράσματα, που πραγματοποιούνται σε συνεργασία με το πανεπιστήμιο La Laguna στις Κανάριες νήσους, αναφέρονται στο Nature.

Μια τέτοια αύξηση στην τάση φέρνει παρόμοια αύξηση και στην ηλεκτρική ενέργεια που παίρνουμε από έναν συγκεκριμένο όγκο του φυσικού αερίου ή του βιοαερίου. Εκτός από την ενισχυμένη τάση, τα νέα ηλεκτρόδια παρέχουν και μία ιδιαίτερα απόδοση από ό,τι τα συμβατικά ηλεκτρόδια.

Οι επιστήμονες θεωρούν ότι οι μελλοντικές γενεές θα χρησιμοποιήσουν τις κυψέλες καυσίμου για να τροφοδοτήσουν με ενέργεια όλες τις φορητές ηλεκτρονικές συσκευές στα αυτοκίνητα και τα κτήρια. Η παγκόσμια αγορά για την τεχνολογία κυψελών καυσίμου και υδρογόνου υπολογίζεται να φτάσει τα 20 δισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2011.

Η εργασία εκτελέσθηκε με την καθοδήγηση του καθηγητή John Irvine, ο οποίος θεωρεί ότι η ανακάλυψη τους είναι ένα σημαντικό βήμα για την ανάπτυξη καλύτερων κυψελών καυσίμου για να μειωθούν οι εκπομπές του CO₂ μέσω της χρησιμοποίησης ανανεώσιμων καυσίμων, όπως είναι το βιοαέριο.

Τα νέα υλικά αναπτύχθηκαν μέσω ενός προγράμματος μελέτης για να ελεγχθεί και να χειριστεί η δομή τους στη νανοκλίμακα. Η ριζικά νέα προσέγγιση περιλαμβάνει την εισαγωγή στρωμάτων πάχους μερικών nm ελέγχοντας πρώτα τη σύνθεση και έπειτα να κατευθύνουν τη νέα σύνθεση στο σημείο, όπου αυτά τα στρώματα διαλύθηκαν, αλλά διατήρησαν τη δραστηριότητά τους.

Η πρώτη απόδειξη ότι αυτή η προσέγγιση ήταν πιθανά επιτυχής προήλθε από τις μετρήσεις της αντίστασης, όπου ανακαλύφθηκε ότι η διάσπαση των στρωμάτων αυτών παράγει μια αύξηση στην ηλεκτρική αγωγιμότητα κατά έναν παράγοντα 100.000.

Κινητά με κυψέλες καυσίμου

Από το 2009 τα κινητά θα λειτουργούν επί μέρες με μια σταγόνα μεθανόλης, υποστήριξαν Ιάπωνες ειδικοί σε μια σχετική επίδειξη που έγινε στο Τόκιο, στη μεγαλύτερη έκθεση στοιχείων ηλεκτροχημικού καυσίμου στον κόσμο (Fuel Cells Expo). Η τεχνολογία αυτή είναι φιλική προς το περιβάλλον και κερδίζει καθημερινά έδαφος ενώ πολλοί ελπίζουν ότι στο κοντινό μέλλον θα αντικαταστήσει τα δαπανηρά και ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα. Η γιαπωνέζικη εταιρεία Kurita που ανακάλυψε την πιο πάνω μπαταρία ισχυρίζεται ότι το κουτάκι μιας χρήσης με στερεά μεθανόλη για τα κινητά είναι πρακτικό και απόλυτα ασφαλές.

Πολλές εταιρείες αισιοδοξούν ότι σύντομα τα στοιχεία μετατροπής της χημικής ενέργειας σε ηλεκτρική - που παράγουν ρεύμα μέσω της ηλεκτρόλυσης του υδρογόνου - θα επεκταθούν στα αυτοκίνητα, στους φορητούς υπολογιστές, ακόμη και στα οικιακά δίκτυα.

Για παράδειγμα ένας Ελβετός μηχανικός κατασκεύασε ένα αυτοκίνητο που μπορεί να ταξιδέψει 20 χιλιόμετρα με ένα γραμμάριο υδρογόνου. Ωστόσο η νέα τεχνολογία παραμένει δαπανηρή, ενώ ακόμη δεν έχουν επιλυθεί τα προβλήματα ασφάλειας στον ανεφοδιασμό με υδρογόνο.