Cèl·lules per a àcid fòrmic
L'eficiència teòrica de convertir l'energia química en energia elèctrica a les piles de combustible pot arribar al 100%. Per cent, però fins ara el millor d'ells és l'hidrogen: tenen una eficiència de fins a un 60%, però les piles de combustible basades en àcid fòrmic tenen la possibilitat d'assolir aquest 100% teòric. Són econòmiques, molt més lleugeres que les anteriors i, a diferència de les bateries convencionals, ofereixen la possibilitat de funcionament continu. Val la pena recordar que l'eficiència dels motors de combustió interna de baixa pressió és només d'un 20% -? diu el doctor Hub. Anglès Andrzej Borodzinski de l'IPC PAS.
Una pila de combustible és un dispositiu que converteix l'energia química en electricitat. El corrent es genera directament com a resultat de la combustió del combustible en presència de catalitzadors utilitzats a l'ànode i el càtode de la cèl·lula. El major obstacle per a la popularització de les cèl·lules d'hidrogen és l'emmagatzematge d'hidrogen. Aquest problema ha demostrat ser extremadament difícil des del punt de vista tècnic i encara no s'ha resolt amb solucions satisfactòries. Competeixen amb les cèl·lules d'hidrogen les cèl·lules de metanol. No obstant això, el metanol en si és una substància tòxica, i els elements que la consumeixen s'han de construir amb catalitzadors de platí cars. A més, les cèl·lules de metanol tenen poca potència i funcionen a una temperatura relativament alta i, per tant, potencialment perillosa (uns 90 graus).
Una solució alternativa són les piles de combustible d'àcid fòrmic. Les reaccions es produeixen a temperatura ambient, i l'eficiència i la potència de la cèl·lula són clarament superiors a les del metanol. A més, l'àcid fòrmic és una substància fàcil d'emmagatzemar i transportar. Tanmateix, el funcionament estable de la cèl·lula d'àcid fòrmic requereix un catalitzador eficient i durador. El catalitzador que vam desenvolupar originalment té una activitat menor que els catalitzadors de pal·ladi pur utilitzats fins ara. Tanmateix, la diferència desapareix després de dues hores de funcionament. Millorant. Tot i que l'activitat del catalitzador de pal·ladi pur continua disminuint, la nostra és estable", diu el doctor Borodzinsky.
L'avantatge del catalitzador desenvolupat a l'IPC tensioactiu, que és especialment important des del punt de vista econòmic, és que conserva les seves propietats quan funciona en àcid fòrmic de baixa puresa. Aquest tipus d'àcid fòrmic es pot produir fàcilment en grans quantitats, inclosa la biomassa, de manera que el combustible per a cèl·lules noves pot ser molt barat. L'àcid fòrmic derivat de la biomassa seria un combustible completament verd. Els productes de les reaccions que es produeixen amb la seva participació en les piles de combustible són l'aigua i el diòxid de carboni. Aquest últim és un gas d'efecte hivernacle, però la biomassa s'obté de les plantes que l'absorbeixen durant el seu creixement. Com a resultat, la producció d'àcid fòrmic a partir de la biomassa i el seu consum a les cèl·lules no canviaria la quantitat de diòxid de carboni a l'atmosfera. El risc de contaminació ambiental per àcid fòrmic també és baix.
Les piles de combustible d'àcid fòrmic trobaran moltes aplicacions. La seva utilitat serà especialment alta en dispositius electrònics portàtils? telèfons mòbils, portàtils, GPS. Aquests elements també es poden instal·lar com a fonts d'energia per a vehicles que van des de cadires de rodes fins a bicicletes elèctriques i iots.
A l'IPC PAS, s'està iniciant la investigació sobre les primeres bateries construïdes a partir de piles de combustible d'àcid fòrmic. Els científics esperen que un prototip d'un dispositiu comercial estigui llest d'aquí a uns anys.
a partir dels materials de l'Institut de Química Física PAN
