Миниатюрное устройство было создано в стенах университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign). Однако особый интерес вызывают не столько размеры топливного элемента, сколько его строение, сообщает Membrana.ru.
Размеры устройства составляют всего лишь 3 x 3 x 1 миллиметр.
Химики могут значительно уменьшить размеры стандартных батареек, но делать это с составляющими топливных ячеек не имеет смысла. Результатом такой работы становится устройство, которое потребляет больше энергии, чем производит.
Эту проблему решили химики Саид Мохаддам (Saeed Moghaddam) и Марк Шэннон (Mark Shannon). Они создали водородный топливный элемент, который не требует производства сложных миниатюрных деталей и при этом генерирует ток, не потребляя его для своих собственных нужд.
Внутри устройства всего четыре компонента: мембрана, разделяющая ёмкости с водой и гидридом металла, и электроды, расположенные под ячейкой с гидридом.
Через микроскопические отверстия в мембране молекулы воды попадают в смежную ячейку в виде пара. Пар реагирует с соединением металла, образуя водород, который, наполняя камеру, перекрывает поток воды. По мере прохождения реакции на электродах количество водорода уменьшается (а вместе с ним и давление этого вещества), мембрана возвращается в начальное положение и молекулы воды снова начинают попадать в ячейку с гидридом.
Таким образом, осуществляется автоматическое регулирование реакции воды с гидридом металла (и беспрерывное её продолжение).
Благодаря особенным размерам созданного устройства приток молекул воды определяют не гравитационные силы (как в классических топливных элементах), а поверхностное натяжение. Это означает, что устройство может работать в движении и даже при вращении.
Первые модели миниатюрного топливного элемента были способны генерировать напряжение 0,7 вольта (ток 0,1 миллиампера в течение 30 часов). Новые образцы устройств дают ток до одного миллиампера при том же напряжении.
Конечно, и этого недостаточно для питания портативных устройств. К примеру, мобильные телефоны "съедают" до нескольких вольт. Однако микроробот на таком топливном элементе был бы вполне жизнеспособен.
В будущем подобные усовершенствованные элементы способны потеснить батареи в мобильных устройствах. И дело не только в том, что топливные элементы способны поставлять на порядок больше энергии. Важно, что новый источник тока прекрасно работает в любом положении.
|
Главная 
