Вопрос не нов, но и особого прогресса не наблюдается.
Основная идея в том, что бы преобразовать процесс горения в электрический ток минуя стадию тепловой машины.
Горение топлива это, по сути, процесс обмена электронами между топливом и окислителем (атмосферным кислородом), в результате которого разрушаются одни химические связи и создаются другие. Это приводит к выделению энергии и повышению температуры прореагировавших веществ (хотя есть виды реакций при которых температура напротив падает).
Вот умные люди и задумались: а как бы во время химической реакции перехватить электрон (электроны) между топливом и окислителем и заставить его (их) пробежать через проводники и полезную нагрузку.
В общих чертах принцип работы топливных элементов (ТЭ) описан здесь: http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0% ... 0%BD%D1%82
Для нас же важно что работа ТЭ не связанна с тепловыми циклами, а значит их КПД может быть и больше 35% - 45% как у ДВС. Некоторые источники заявляют теоретический порог КПД ТЭ - 80%, но вот насколько это правдиво пока не ясно. Ведь пока ТЭ остаются лабораторной игрушкой, причём довольно дорогой. И вот почему.
Основа ТЭ это химический катализатор, позволяющий аноду срывать электроны у молекул топлива и катоду отдавать эти самые электроны в область где идёт реакция окисления. И катализатор этот платина - не самый дешёвый металл.
Конструктивно ТЭ бывают с протоннообменной мембраной и электролитические. Подробно останавливаться на их описании не буду
- слишком долго. Перейду сразу к проблемам.Во первых ток генерируемый ТЭ напрямую зависит от площади электродов. Крупные производители смогли довести удельную токоотдачу до 180 - 200 мА/см2, энтузиастам пока не удаётся перешагнуть планку в 30 мА/см2. (цифры из интернет публикаций) Для больших токов потребуются и электроды с большой площадью, а площадь эта должна быть покрыта платиной ($$$
)!К тому ж, отдельный ТЭ не может сгенерировать высокую ЭДС (ну или напряжение на электродах). Если верить интернету, то ЭДС эта дотягивает до 0,6 - 0,9 Вольт. И всё! При повышении напряжения молекулы топлива, с сорванными электронами, начинают "тянуться за своими электрончиками к аноду" и "вредительски отнимать их назад" Кто не верит - возьмите лямбда-зонд от авто и проверьте (это, кстати, простейший ТЭ). Да плюс к этому, электролит сам по себе проводник и в электролитических ТЭ при повышении напряжения на электродах есть риск закоротить их мимо полезной нагрузки через электролит.
Про проблемы чистоты потребного топлива позвольте умолчать
, но к этому мы вернёмся.Тем не менее крупные производители частенько демонстрируют на выставках авто с ТЭ. Значит путь решения этих проблем есть. Самый простой это набрать батарею из мелких ТЭ и изготавливать топливо в химических лабораториях. Вот только это совсем не бюджетно
!!! А значит и нам не подходит.Вот я и предлагаю обсудить вопрос изготовления работоспособного и "народного" по цене ТЭ. Из компонентов которые может предложить нам промышленность.
