В Томске придумали, как продлить работу "сердца" водородной энергоустановки

Специалисты Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Института сильноточной электроники СО РАН разработали метод получения электролита для топливной ячейки энергоустановок, работающих в том числе на водороде.

Первыми в России томские ученые сумели применить при производстве специальных электролитов метод магнетронного распыления.

Как рассказали в пресс-службе томского вуза, электролит представляет собой одну из основных составляющих твердооксидных топливных элементов. В свою очередь батарею из таких ячеек можно назвать "сердцем" установки, вырабатывающей электроэнергию из углеводородного топлива или водорода.

Производство электролитов с использованием нового метода, предложенного томичами, позволяет получить их тончайший слой, не превышающих 5 микрон. Такая толщина электролита снижает необходимую для выработки электроэнергии температуру сразу на 100 градусов по Цельсию. Это напрямую влияет на длительность жизненного цикла топливных элементов: чем меньше температура, тем больше их срок службы.

Твердооксидные элементы превращают в электрическую и тепловую энергию - энергию топлива, при этом работают без его сжигания. Они представляют собой трехслойные пластины: между катодом и анодом помещается электролит. В энергетической установке на топливные элементы с разных сторон подается воздух и водород, вследствие чего происходит химическая реакция и вырабатывается нужный тип энергии. А единственный побочный продукт такой реакции - вода.

- У твердооксидных топливных элементов есть два серьезных преимущества, - подчеркивает доцент Научно-образовательного центра Б.П. Вейнберга ТПУ Андрей Соловьев. - Во-первых, их электрический коэффициент полезного действия достигает 60 процентов, в то время как у тепловых, газотурбинных или атомных электростанций КПД на уровне 40 процентов. Разница существенная. Во-вторых, они экологичные. Именно поэтому на них сегодня обращают внимание во всем мире.

Тем не менее такие топливные элементы до сих пор не получили широкого распространения. Чтобы приблизить момент их массового внедрения, ученые ищут способы повышения их эффективности и надежности.

В ТПУ свой метод называют одним из лучших способов нанесения электролитов, своего рода барьера между молекулами кислорода и водорода, вступающими в реакцию. Если смешать их напрямую, может произойти взрыв.