POWERPASTE – сверхмощный накопитель водорода для топливных элементов
POWERPASTE – это альтернатива: с ее помощью можно безопасно хранить водород химическим путем, легко транспортировать и заправлять его без дорогостоящей инфраструктуры АЗС. Команда исследователей Института технологии производства и передовых материалов им. Фраунгофера в Дрездене разработала пасту на основе гидрида магния.
POWERPASTE: Водородный ответ для малых транспортных средств
Бензиновые и дизельные двигатели, работающие на ископаемом топливе, устаревают из-за изменения климата – вместо них появляются новые двигательные установки. Один из топливных импульсов – водород. Обычно он подается в баки транспортных средств, находящиеся под давлением, под 700-кратным атмосферным давлением. Оттуда он перетекает в топливный элемент, где преобразуется в электричество. Электричество, в свою очередь, питает электрический двигатель, приводящий в движение транспортное средство.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЭФИРНЫЕ СЕТЫ
Подборка эфиров c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами
на платформе COURSE.ECONET.RU
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Для автомобилей этот подход уже достаточно зрелый: несколько сотен автомобилей на водороде уже находятся на дорогах Германии. А сеть немецких водородных заправочных станций в течение ближайших трех лет будет расширена с нынешних 100 до 400. Однако небольшие транспортные средства, такие как электроскутеры, мопеды и т.п., практически бесполезны: скачок давления во время заправки будет слишком большим. Так это и есть «конец» водородной технологии для электроскутеров?
Ни в коем случае! Исследователи Института технологии производства и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене разработали решение на основе водорода, специально предназначенное для небольших транспортных средств: POWERPASTE, в основе которого лежит твердый гидрид магния. «POWERPASTE позволяет химически хранить водород при комнатной температуре и давлении окружающей среды и при необходимости снова высвобождать его», – уточняет доктор Маркус Фогт, ученый компании Fraunhofer IFAM. Это не критично, даже если скутер остается на солнце на несколько часов в летнюю жару, потому что POWERPASTE разлагается только при температуре выше 250 градусов Цельсия. Процесс заправки очень прост: вместо того, чтобы ехать на заправку, водитель мотороллера просто меняет картридж и заливает дополнительную водопроводную воду в бак для воды – готово. Это также удобно делать дома или в дороге.
POWERPASTE – сверхмощный накопитель водорода для топливных элементов
Исходным материалом POWERPASTE является порошковый магний – один из наиболее распространенных элементов и, таким образом, легкодоступное сырье. При 350 градусах Цельсия и пяти-шестикратном атмосферном давлении он вступает в реакцию с водородом, образуя гидрид магния. Теперь добавляется эфир и соль металла – и POWERPASTE готов. Для управления автомобилем плунжер выдвигает POWERPASTE из картриджа. Вода добавляется из резервуара и образуется газообразный водород. Количество регулируется очень динамически в зависимости от потребности топливного элемента в водороде. Фокус: Только половина водорода поступает из POWERPASTE, другая половина – из воды.
«Поэтому плотность аккумулирования энергии в POWERPASTE огромна: она значительно выше, чем в резервуаре под давлением в 700 бар. По сравнению с батареями у него даже в десять раз больше плотности аккумулирования энергии», – с радостью говорит Фогт. Для водителя это означает что с POWERPASTE он достигнет радиуса действия, что и при использовании того же количества бензина, если не большего. POWERPASTE также обладает лучшими характеристиками по сравнению со сжатым водородом до 700 бар.
Это делает POWERPASTE интересной также для автомобилей, транспортных средств доставки или расширителей диапазона – которые увеличивают дальность действия электромобилей. Да, даже большие беспилотники могут значительно увеличить дальность полета с помощью водородной пасты, что позволит им находиться в воздухе не двадцать минут, а несколько часов. Это было бы особенно полезно при выполнении инспекционных задач, таких как проверка лесных массивов или линий электропередач. В кемпинге можно найти несколько другое применение: здесь POWERPASTE может обеспечить электричеством кофеварку и тостер через топливный элемент.
В дополнение к большому радиусу действия, есть еще один момент в пользу POWERPASTE: в то время как газообразный водород требует дорогостоящей инфраструктуры, POWERPASTE может быть использована и там, где такой инфраструктуры не хватает. Другими словами: там, где нет водородных заправочных станций. Вместо этого любая заправочная станция может предложить POWERPASTE в картриджах или канистрах. Это связано с тем, что паста является текучей и перекачиваемой – поэтому она также может заправляться с помощью обычного процесса заправки и сравнительно недорогого заправочного оборудования. СТО могли бы сначала покупать POWERPASTE в меньших количествах, например, в металлических бочках, а затем расширять ассортимент предлагаемой продукции в соответствии со спросом – с инвестиционными затратами в несколько десятков тысяч евро. Для сравнения: в настоящее время заправочные станции для газообразного водорода под высоким давлением стоят от одного до двух миллионов евро за одну колонку. Транспортировка пасты также рентабельна: в конце концов, нет необходимости в дорогих резервуарах под давлением или в очень холодном, жидком водороде.
В настоящее время компания Fraunhofer IFAM строит производство POWERPASTE в проектном центре по хранению энергии и системам ZESS в университете Фраунгофера. Ввод в эксплуатацию намечен на конец 2021 года, после чего будет производиться до четырех тонн POWERPASTE в год. Конечно, не только для электроскутеров.
POWERPASTE – это альтернатива: с ее помощью можно безопасно хранить водород химическим путем, легко транспортировать и заправлять его без дорогостоящей инфраструктуры АЗС. Команда исследователей Института технологии производства и передовых материалов им. Фраунгофера в Дрездене разработала пасту на основе гидрида магния.
Бензиновые и дизельные двигатели, работающие на ископаемом топливе, устаревают из-за изменения климата – вместо них появляются новые двигательные установки. Один из топливных импульсов – водород. Обычно он подается в баки транспортных средств, находящиеся под давлением, под 700-кратным атмосферным давлением. Оттуда он перетекает в топливный элемент, где преобразуется в электричество. Электричество, в свою очередь, питает электрический двигатель, приводящий в движение транспортное средство.
Для автомобилей этот подход уже достаточно зрелый: несколько сотен автомобилей на водороде уже находятся на дорогах Германии. А сеть немецких водородных заправочных станций в течение ближайших трех лет будет расширена с нынешних 100 до 400. Однако небольшие транспортные средства, такие как электроскутеры, мопеды и т.п., практически бесполезны: скачок давления во время заправки будет слишком большим. Так это и есть «конец» водородной технологии для электроскутеров?
Ни в коем случае! Исследователи Института технологии производства и передовых материалов им. Фраунгофера IFAM в Дрездене разработали решение на основе водорода, специально предназначенное для небольших транспортных средств: POWERPASTE, в основе которого лежит твердый гидрид магния. «POWERPASTE позволяет химически хранить водород при комнатной температуре и давлении окружающей среды и при необходимости снова высвобождать его», – уточняет доктор Маркус Фогт, ученый компании Fraunhofer IFAM. Это не критично, даже если скутер остается на солнце на несколько часов в летнюю жару, потому что POWERPASTE разлагается только при температуре выше 250 градусов Цельсия. Процесс заправки очень прост: вместо того, чтобы ехать на заправку, водитель мотороллера просто меняет картридж и заливает дополнительную водопроводную воду в бак для воды – готово. Это также удобно делать дома или в дороге.
Исходным материалом POWERPASTE является порошковый магний – один из наиболее распространенных элементов и, таким образом, легкодоступное сырье. При 350 градусах Цельсия и пяти-шестикратном атмосферном давлении он вступает в реакцию с водородом, образуя гидрид магния. Теперь добавляется эфир и соль металла – и POWERPASTE готов. Для управления автомобилем плунжер выдвигает POWERPASTE из картриджа. Вода добавляется из резервуара и образуется газообразный водород. Количество регулируется очень динамически в зависимости от потребности топливного элемента в водороде. Фокус: Только половина водорода поступает из POWERPASTE, другая половина – из воды.
«Поэтому плотность аккумулирования энергии в POWERPASTE огромна: она значительно выше, чем в резервуаре под давлением в 700 бар. По сравнению с батареями у него даже в десять раз больше плотности аккумулирования энергии», – с радостью говорит Фогт. Для водителя это означает что с POWERPASTE он достигнет радиуса действия, что и при использовании того же количества бензина, если не большего. POWERPASTE также обладает лучшими характеристиками по сравнению со сжатым водородом до 700 бар.
Это делает POWERPASTE интересной также для автомобилей, транспортных средств доставки или расширителей диапазона – которые увеличивают дальность действия электромобилей. Да, даже большие беспилотники могут значительно увеличить дальность полета с помощью водородной пасты, что позволит им находиться в воздухе не двадцать минут, а несколько часов. Это было бы особенно полезно при выполнении инспекционных задач, таких как проверка лесных массивов или линий электропередач. В кемпинге можно найти несколько другое применение: здесь POWERPASTE может обеспечить электричеством кофеварку и тостер через топливный элемент.
В дополнение к большому радиусу действия, есть еще один момент в пользу POWERPASTE: в то время как газообразный водород требует дорогостоящей инфраструктуры, POWERPASTE может быть использована и там, где такой инфраструктуры не хватает. Другими словами: там, где нет водородных заправочных станций. Вместо этого любая заправочная станция может предложить POWERPASTE в картриджах или канистрах. Это связано с тем, что паста является текучей и перекачиваемой – поэтому она также может заправляться с помощью обычного процесса заправки и сравнительно недорогого заправочного оборудования. СТО могли бы сначала покупать POWERPASTE в меньших количествах, например, в металлических бочках, а затем расширять ассортимент предлагаемой продукции в соответствии со спросом – с инвестиционными затратами в несколько десятков тысяч евро. Для сравнения: в настоящее время заправочные станции для газообразного водорода под высоким давлением стоят от одного до двух миллионов евро за одну колонку. Транспортировка пасты также рентабельна: в конце концов, нет необходимости в дорогих резервуарах под давлением или в очень холодном, жидком водороде.
В настоящее время компания Fraunhofer IFAM строит производство POWERPASTE в проектном центре по хранению энергии и системам ZESS в университете Фраунгофера. Ввод в эксплуатацию намечен на конец 2021 года, после чего будет производиться до четырех тонн POWERPASTE в год. Конечно, не только для электроскутеров.
https://econet.ru/articles/powerpaste-sverhmoschnyy-nakopitel-vodoroda-dlya-toplivnyh-elementov
02.03.2021