Vandenilio technologijos jau daugelį metų vadinamos ateities energijos šaltiniu. Jos galėtų padėti sumažinti taršą ir sukurti švaresnę aplinką, tačiau iki šiol ši technologija buvo sunkiai prieinama dėl labai didelių gamybos kaštų. Viena pagrindinių problemų buvo ta, kad tokie įrenginiai veikdavo itin aukštoje, tai net 700-800 laipsnių temperatūroje.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Mokslininkai iš Kiusiu universiteto Japonijoje paskelbė pasiekę didelį proveržį, galintį pakeisti šią situaciją. Jiems pavyko sumažinti kuro elementų veikimo temperatūrą beveik perpus, neprarandant efektyvumo. Tai atveria galimybę ateityje šią technologiją padaryti pigesnę ir prieinamesnę.
Proveržį lėmė elektrolito, tai sluoksnio, kuris perduoda vandenilio jonus kuro elemente, sudėties pakeitimas. Įprastai naudojami junginiai buvo patobulinti pridedant labai daug skandžio, net iki 70-80 procentų. Iki šiol tokia didelė dalis buvo laikoma netinkama, nes buvo manoma, kad ji sulėtins jonų judėjimą. Tačiau tyrimai parodė priešingai, skandis sukūrė savotiškas „autostradas“, kuriomis jonai juda lengvai ir greitai.
Tai leido pasiekti aukštą laidumą vos 300 laipsnių temperatūroje, o tokie pat rezultatai anksčiau buvo įmanomi tik dvigubai aukštesnėje temperatūroje. Tai reiškia, kad kuro elementai gali veikti pigiau ir paprasčiau.
Patvarumas ir galimybės ateityje
Tyrėjai taip pat išbandė, kiek nauja medžiaga yra patvari. Ji išlaikė daugiau nei 398 valandas veikimo sąlygomis, kurios imituoja dešimtmečius darbo realiomis sąlygomis. Mokslininkai teigia, kad tai prilygtų daugiau nei šimtmečiui įprasto naudojimo.
Mažesnė veikimo temperatūra leistų kuro elementus gaminti už beveik perpus mažesnę kainą, nes nebereikėtų naudoti itin brangių karščiui atsparių dalių. Tai galėtų padaryti vandenilio energiją prieinamą ne tik pramonei, bet ir paprastiems vartotojams.
Platesnis pritaikymas nei tik energijos gamyba
Ši technologija gali būti naudinga ne tik kuro elementuose. Mokslininkai mano, kad ji galėtų būti naudojama ir specialiuose įrenginiuose vandeniliui gaminti, jo valymui ar net reaktoriuose, kurie paverčia anglies dioksidą kitomis naudingomis medžiagomis. Tokios galimybės galėtų padėti kovoti su klimato kaita ir mažinti pramonės taršą.
Tyrimo vadovas Yoshihiro Yamazaki pabrėžė, kad ilgą laiką buvo manyta, jog didelis skandžio kiekis visada trukdo protonų judėjimui. Dabar įrodyta, kad tinkamai sukurta medžiagos struktūra gali veikti priešingai ir pagerinti laidumą.
Vis dėlto iššūkių dar liko. Skandis yra brangi ir sunkiai randama medžiaga, todėl bus svarbu rasti būdų, kaip ją naudoti ekonomiškai ir pritaikyti masinei gamybai. Jei šie klausimai bus išspręsti, tai gali būti vienas iš svarbiausių žingsnių link švaresnės, pigesnės ir visiems prieinamos vandenilio energetikos.
