В Стэнфорде создали «искусственные легкие», которые превращают воду в топливо
GreenDragon
5 511 10:21 03.01.2019
Команда исследователей из Стэнфордского университета опубликовала результаты испытания экспериментальной установки для выработки водорода. Исходным сырьем в ней служит обычная вода, а отличает эту технологию принцип работы, который скопирован с человеческих легких. Это проще, эффективнее и дешевле традиционных методов генерации данного газа.
Статья
Команда исследователей из Стэнфордского университета опубликовала результаты испытания экспериментальной установки для выработки водорода. Исходным сырьем в ней служит обычная вода, а отличает эту технологию принцип работы, который скопирован с человеческих легких. Это проще, эффективнее и дешевле традиционных методов генерации данного газа.
Ученые скопировали с легкого устройство мембраны для разделения газов, только в данном случае из исходной смеси извлекается не только кислород, но и водород, которые вместе образуют топливную смесь. Для повышения эффективности расщепления воды используются электрокатализаторы из платины и золота, сам процесс инициируется при подаче в жидкость электрического тока. Изюминка — в конструкции мембраны.
Геометрия играет ключевую роль, говорят авторы исследования. Они нанесли на одну сторону полимерной пленки толщиной 12 нанометров слой металлических катализаторов, а на другой создали серию пор. Они слишком маленькие для прохождения молекул воды, но молекулы газа проходят свободно, и, благодаря катализаторам, весь процесс ускоряется в разы, требуя на 32% меньше затрат энергии, чем при использовании типовых мембран из углерода.
Пленку свернули в подобие мешочка и поместили в воду, теперь все выработанное водородное топливо будет накапливаться внутри. Из-за специальной формы поверхности мембраны на ней в процессе не образуются пузырьки, реакции протекают равномерно, давление меняется постепенно и практически отсутствует износ каталитического слоя — потери 3% после 250 циклов против 74% после 70 циклов у углеродных мембран. Теперь ученым предстоит придумать, как сделать эту систему ячеистой, по аналогии с теми же легкими человека.
Источник —
: Это изображение показывает сходство между обменом газами в легких млекопитающих и недавно разработанным механизмом превращения воды в топливо:
16:28 03.01.2019
Как отразится сие изобретение на водных ресурсах планеты?
17:21 03.01.2019
Постулат (postulat) писал (а) в ответ на :
> Как отразится сие изобретение на водных ресурсах планеты?
Минимально, так как выхлоп водородных двигателей это водяной пар.
Отрывок из статьи
«ВОДОРОДНЫЕ МОТОРЫ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
В ДВС из-за того, что горение бензиновой смеси осуществляется медленнее, топливо попадает в камеру сгорания раньше достижения поршнем своей верхней точки. В водородном двигателе, благодаря мгновенному воспламенению газа, удается сместить время впрыска до момента, пока поршень начнет возвратное движение. При этом для нормальной работы мотора достаточно небольшого давления в топливной системе (до 4-х атмосфер). В оптимальных условиях водородный мотор способен работать с питающей системой закрытого вида. Это значит, что в процессе образования смеси атмосферный воздух не применяется.
После завершения такта сжатия в цилиндре остается пар, который направляется в радиатор, конденсируется и становится водой. Реализация варианта возможна в случае, если на машине смонтирован электролизер — устройство, обеспечивающее отделение водорода от H2O для последующей реакции с O2.
Воплотить в реальность описанную систему пока не удается, ведь для нормальной работы двигателя и снижения силы трения применяется масло. Последнее испаряется и является частью отработавших газов. Так что применение атмосферного воздуха при работе водородного двигателя пока необходимо.
ДВИГАТЕЛИ НА ВОДОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Принцип действия таких устройств построен на протекании химических реакций. Кожух элемента имеет мембрану (проводит только протоны) и электродную камеру (в ней находится катод и анод). В анодную секцию подается H2, а в катодную камеру — O2. На электроды наносится специальное напыление, выполняющее функцию катализатора (как правило, платина). Под действием каталитического вещества происходит потеря водородом электронов. Далее протоны подводятся через мембрану к катоду, и под влиянием катализатора формируется вода. Из анодной камеры электроны выходят в электрическую цепь, подключенную к мотору. Так формируется ток для питания двигателя.
Как работает мотоцикл с водородным двигателем на топливных элементах:
Как собирают водородный двигатель на топливных элементах:
22:24 03.01.2019
GreenDragon (GreenDragon) писал (а) в ответ на :
> ДВИГАТЕЛИ НА ВОДОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Для того, что бы разделить воду на кислород и водород, мы тратим энергию. Потом мы соединяем кислород и водород и получаем воду и энергию. Если мы доведём этот процесс до идеала, то полученная энергия будет равна потраченной, но больше её не будет. Закон сохранения энергии, увы.
22:45 03.01.2019
snip6r (33169) писал (а) в ответ на :
> Для того, что бы разделить воду на кислород и водород, мы тратим энергию. Потом мы соединяем кислород и водород и получаем воду и энергию. Если мы доведём этот процесс до идеала, то полученная энергия будет равна потраченной, но больше её не будет. Закон сохранения энергии, увы.
> Команда исследователей из Стэнфордского университета опубликовала результаты испытания экспериментальной установки для выработки водорода. Исходным сырьем в ней служит обычная вода, а отличает эту технологию принцип работы, который скопирован с человеческих легких. Это проще, эффективнее и дешевле традиционных методов генерации данного газа. > > > > Статья techcult.ru > > Команда исследователей из Стэнфордского университета опубликовала результаты испытания экспериментальной установки для выработки водорода. Исходным сырьем в ней служит обычная вода, а отличает эту технологию принцип работы, который скопирован с человеческих легких. Это проще, эффективнее и дешевле традиционных методов генерации данного газа. > > Ученые скопировали с легкого устройство мембраны для разделения газов, только в данном случае из исходной смеси извлекается не только кислород, но и водород, которые вместе образуют топливную смесь. Для повышения эффективности расщепления воды используются электрокатализаторы из платины и золота, сам процесс инициируется при подаче в жидкость электрического тока. Изюминка — в конструкции мембраны. > > Геометрия играет ключевую роль, говорят авторы исследования. Они нанесли на одну сторону полимерной пленки толщиной 12 нанометров слой металлических катализаторов, а на другой создали серию пор. Они слишком маленькие для прохождения молекул воды, но молекулы газа проходят свободно, и, благодаря катализаторам, весь процесс ускоряется в разы, требуя на 32% меньше затрат энергии, чем при использовании типовых мембран из углерода. > > > > > > Пленку свернули в подобие мешочка и поместили в воду, теперь все выработанное водородное топливо будет накапливаться внутри. Из-за специальной формы поверхности мембраны на ней в процессе не образуются пузырьки, реакции протекают равномерно, давление меняется постепенно и практически отсутствует износ каталитического слоя — потери 3% после 250 циклов против 74% после 70 циклов у углеродных мембран. Теперь ученым предстоит придумать, как сделать эту систему ячеистой, по аналогии с теми же легкими человека. > > Источник — New Scientist
> > sciencedaily.com: > Это изображение показывает сходство между обменом газами в легких млекопитающих и недавно разработанным механизмом превращения воды в топливо:
Затрачивать много электричества нужно. Если мембраны сделать из радиоактивного углерода, то электричества потребуется в тысячи раз меньше.
