Ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια κυψέλη καυσίμου νατρίου-αέρα που θα μπορούσε να τροφοδοτήσει τις μελλοντικές μεταφορές, συμπεριλαμβανομένων των ηλεκτρικών αεροσκαφών. Η προσέγγιση κυψελών καυσίμου ξεπερνά τους περιορισμούς των μπαταριών νατρίου-αέρα, αλλά μπορεί επίσης να βοηθήσει στον περιορισμό της μόλυνσης της ατμόσφαιρας από τα καύσιμα, της κλιματικής αλλαγής κλπ.
Καθώς ο κόσμος απομακρύνεται από τα ορυκτά καύσιμα, οι μπαταρίες έχουν γίνει ένα κρίσιμο συστατικό της ενεργειακής μετάβασης για την κάλυψη της ενεργειακής ζήτησης. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι η καλύτερη λύση αποθήκευσης ενέργειας που έχουμε τώρα. Ωστόσο, αυτές οι μπαταρίες έχουν αρχίσει επίσης να φτάνουν στα όριά τους όσον αφορά την ικανότητα αποθήκευσης ενέργειας, δημιουργώντας ένα εμπόδιο στην ανάπτυξη πλήρως ηλεκτρικών λύσεων για βαριές μεταφορές, όπως αεροπλάνα, πλοία και τρένα.
Οι μπαταρίες νατρίου-αέρα ή μετάλλου-αέρα έχουν διαφημιστεί ως εναλλακτική λύση για εφαρμογές υψηλότερης ισχύος. Ωστόσο, μεγάλο μέρος της τεχνολογίας βρίσκεται σε στάδιο ανάπτυξης.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ) σε συνεργασία με ερευνητικά κέντρα στις ΗΠΑ κατέληξαν σε μια ριζικά διαφορετική προσέγγιση για τη χρήση αυτής της χημείας για την τροφοδοσία μιας κυψέλης καυσίμου, ξεπερνώντας τους περιορισμούς του σχεδιασμού της μπαταρίας.
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο κάθετους γυάλινους σωλήνες σε ένα από τα πρωτότυπα εργαστηριακής κλίμακας. Τα συνέδεσαν στη μέση χρησιμοποιώντας έναν στερεό κεραμικό ηλεκτρολύτη και ένα πορώδες ηλεκτρόδιο αέρα. Ο ένας από τους σωλήνες περιείχε υγρό μέταλλο νατρίου ενώ ο άλλος περιείχε αέρα, παρέχοντας οξυγόνο για την αντίδραση κυψελών καυσίμου.
Η αντίδραση των δύο συστατικών παράγει οξείδιο του νατρίου και ενέργεια. Ελέγχοντας την υγρασία του ρεύματος αέρα, οι ερευνητές παρήγαγαν με επιτυχία 1.700 βατώρες ανά κιλό κάθε στοίβας κυψελών καυσίμου. Ρεαλιστικά, ένα ηλεκτρικό αεροσκάφος χρειάζεται αντ ‘αυτού μια ενεργειακή πυκνότητα 1.000 βατ-ώρες ανά κιλό.
Σε αντίθεση με μια μπαταρία, όπου τα εξαρτήματα της αντίδρασης είναι σφραγισμένα μέσα στο δοχείο, τα εξαρτήματα των κυψελών καυσίμου μπαίνουν και βγαίνουν. Έτσι, αντί να επαναφορτίζεται η κυψέλη καυσίμου, πρέπει να ανεφοδιαστεί, κάτι που μπορεί να επιτευχθεί πιο γρήγορα, καθιστώντας τη πιο εφικτή για εμπορικές εφαρμογές.
Το οξείδιο του νατρίου που απελευθερώνεται από την κυψέλη καυσίμου αντιδρά φυσικά με την υγρασία του αέρα για να παράγει υδροξείδιο του νατρίου. Αυτό, με τη σειρά του, αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα για να σχηματίσει ανθρακικό νάτριο και στη συνέχεια διττανθρακικό νάτριο ή μαγειρική σόδα, όπως είναι κοινώς γνωστό.
Αυτό όχι μόνο βοηθά στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα, αλλά το διττανθρακικό νάτριο μπορεί να καταλήξει στους ωκεανούς και να βοηθήσει στην αποξίνωσή τους, αναιρώντας περαιτέρω τον αντίκτυπο των εκπομπών άνθρακα. Αυτές οι λύσεις έχουν προταθεί για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής, αλλά δεν έχουν εφαρμοστεί λόγω υψηλού κόστους.
Naftemporiki.gr
