Bunky pre kyselinu mravčiu
Teoretická účinnosť premeny chemickej energie na elektrickú energiu v palivových článkoch môže dosiahnuť 100 %. Percentuálne, no zatiaľ najlepšie z nich sú vodíkové – tie majú účinnosť až 60 %, no palivové články na báze kyseliny mravčej majú šancu dosiahnuť týchto teoretických 100 %. Sú lacné, oveľa ľahšie ako predchádzajúce a na rozdiel od bežných batérií poskytujú možnosť nepretržitej prevádzky. Je potrebné pripomenúť, že účinnosť nízkotlakových spaľovacích motorov je len asi 20% -? hovorí doktor Hub. Angličtina Andrzej Borodzinski z IPC PAS.
Palivový článok je zariadenie, ktoré premieňa chemickú energiu na elektrickú energiu. Prúd sa generuje priamo ako výsledok spaľovania paliva v prítomnosti katalyzátorov použitých na anóde a katóde článku. Najväčšou prekážkou popularizácie vodíkových článkov je skladovanie vodíka. Tento problém sa ukázal z technického hľadiska ako mimoriadne náročný a doteraz nebol vyriešený uspokojivými riešeniami. Vodíkovým článkom konkurujú metanolové články. Samotný metanol je však toxická látka a prvky, ktoré ho spotrebúvajú, musia byť vyrobené pomocou drahých platinových katalyzátorov. Metanolové články majú navyše nízky výkon a pracujú pri relatívne vysokej, a teda potenciálne nebezpečnej teplote (asi 90 stupňov).
Alternatívnym riešením sú palivové články s kyselinou mravčou. Reakcie prebiehajú pri teplote miestnosti a účinnosť a výkon článku sú zreteľne vyššie ako v prípade metanolu. Okrem toho je kyselina mravčia látka, ktorá sa ľahko skladuje a prepravuje. Stabilná prevádzka článku s kyselinou mravčou však vyžaduje účinný a odolný katalyzátor. Katalyzátor, ktorý sme pôvodne vyvinuli, má nižšiu aktivitu ako doteraz používané čisté paládiové katalyzátory. Rozdiel však po dvoch hodinách prevádzky zmizne. Zlepsovat sa. Zatiaľ čo aktivita čistého paládiového katalyzátora naďalej klesá, naša je stabilná,“ hovorí Dr. Borodzinsky.
Výhodou katalyzátora vyvinutého v IPC povrchovo aktívnej látky, ktorá je dôležitá najmä z ekonomického hľadiska, je, že si zachováva svoje vlastnosti pri prevádzke v kyseline mravčej s nízkou čistotou. Tento typ kyseliny mravčej možno ľahko vyrábať vo veľkých množstvách, a to aj z biomasy, takže palivo pre nové články môže byť veľmi lacné. Kyselina mravčia získaná z biomasy by bola úplne zeleným palivom. Produkty reakcií, ktoré sa vyskytujú pri jeho účasti v palivových článkoch, sú voda a oxid uhličitý. Ten je síce skleníkový plyn, no biomasa sa získava z rastlín, ktoré ju počas svojho rastu absorbujú. Vďaka tomu by produkcia kyseliny mravčej z biomasy a jej spotreba v bunkách nezmenila množstvo oxidu uhličitého v atmosfére. Riziko znečistenia životného prostredia kyselinou mravčou je tiež nízke.
Palivové články s kyselinou mravčou nájdu mnoho aplikácií. Bude ich užitočnosť obzvlášť vysoká v prenosných elektronických zariadeniach? mobilné telefóny, notebooky, GPS. Tieto prvky môžu byť tiež inštalované ako zdroje energie pre vozidlá od invalidných vozíkov po elektrické bicykle a jachty.
V IPC PAS sa teraz začína výskum prvých batérií vyrobených z palivových článkov s kyselinou mravčou. Vedci očakávajú, že prototyp komerčného zariadenia by mal byť hotový v priebehu niekoľkých rokov.
na základe materiálov Ústavu fyzikálnej chémie PAN
