Учени от Масачузетския технологичен институт (MIT) са създали прототип на горивна клетка, използваща течен натрий и въздух, която един ден би могла да захранва самолети и да спомага за улавянето на въглерод чрез страничните продукти.

Ако сте скептично настроени, това може да ви бъде простено. Дори професорът по материалознание от Масачузетския технологичен институт Ет-Минг Чанг, един от водещите изследователи, признава, че звучи малко нестандартно.

„Очакваме хората да си мислят, че това е напълно луда идея“, казва Чанг пред MIT News. Екипът обаче е демонстрирал прототип на горивна клетка с повече от три пъти по-голяма енергийна плътност от съвременните литиево-йонни батерии за електрически превозни средства, според публикуван във вторник научен документ.

Макар че документът е почти толкова сложен, колкото и продукцията на горивната клетка, самата концепция е изненадващо проста. Течният метален натрий действа като гориво, съхранявано в отделения, които един ден биха могли да приемат формата на запечатани касети. Когато кислородът постъпва от околния въздух, той реагира с натрий през керамичен електролит, произвеждайки електричество.

Чрез внимателно управление на влажността изследователите са успели да образуват течен страничен продукт - натриев хидроксид (NaOH), който може да бъде по-лесно отстранен и потенциално използван за улавяне на въглероден диоксид.

И тук нещата стават наистина особени.

Ако този натриев хидроксид бъде изпуснат във въздуха, например от реактивен самолет, той може да реагира с въглероден диоксид и да образува натриев карбонат. Ако попадне в океана, той може да се разпадне още повече и да образува натриев бикарбонат, по-известен като сода за хляб, което може да компенсира окисляването на океаните.

Изследователите си представят бъдещи системи за захранване на самолети, кораби или влакове. В някои сценарии NaOH може да бъде улавян и продаван за промишлена употреба или да се използва за улавяне на въглерод от точкови източници. В други случаи той може да бъде „изхвърлен и оставен да улавя по естествен начин атмосферния CO2, както и да обезкислява морските тела“, се казва в документа.

Литиево-йонните батерии обикновено осигуряват между 200 и 300 ватчаса на килограм. Това не е дори близо до енергийната плътност на бензина, която е над 12 киловатчаса на килограм, или до зеления водород, който е с по-голямо тегло.

Прототипът на горивната клетка с течен натрий на Масачузетския технологичен институт не съперничи на изкопаемите горива по отношение на суровата енергия, но превъзхожда литиево-йонните: изследователите съобщават за енергийна плътност на ниво стек от 1200 Wh/kg, което е около три до четири пъти повече от днешните батерии за електрически превозни средства.

Тези нива на енергийна плътност се доближават до общоприетите изисквания за морското корабоплаване и авиацията, казва Чианг. „Но ние не сме тествали по-подробни цикли на движение или полети, специфични за превозните средства.“

С обещаващи лабораторни резултати екипът се насочва към комерсиализация.

Чианг и колегите му са създали стартъп, наречен Propel Aero, в инкубатора на MIT, за да комерсиализират технологията, като планират да изградят горивна клетка с капацитет 1000 вата, приблизително с размерите на тухла, през следващата година. Очаква се прототипът да захранва големи безпилотни самолети и да служи като доказателство на концепцията за приложения като селското стопанство.

„Всеки, който харесва безпилотни летателни апарати, би трябвало да обича електрическите авиационни батерии, тъй като това е логичната отправна точка“, каза Чианг. Той отбеляза, че екипът вече е проявил интерес от страна на производителите на дронове и на електрическата авиационна индустрия.

С лесно набавяно гориво, работещ лабораторен проект и ясна пътна карта за развитие, горивните клетки от течен натрий и метал може би са по-близо до излитане, отколкото очаквате.

„Пълното разработване на технологията и въвеждането ѝ в производство вероятно ще отнеме около 3 години“, завършва Чанг, така че може би скоро ще имаме повод да следим небето - самолетите с отрицателни емисии може да се появят рано или късно.

Снимка: Unsplash

Виж още: ДНК на тардиградите: тайното оръжие на Китай за производство на супер войници