Томские физики изобрели экологически чистые «батарейки» для домов

Топливные элементы, полученные путем магнетронного напыления. Фото: пресс-служба ТПУ

Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) разрабатывают топливные ячейки, снижающие затраты на выработку электрической и тепловой энергии. «Батарейки» имеют повышенный коэффициент полезного действия и почти не загрязняют атмосферу.

Топливные ячейки, созданные политехниками и работающие на природном газе, можно будет использовать для энергоснабжения отдельных зданий, в том числе в отдаленных районах. Разработку новой технологии, о которой рассказала пресс-служба ТПУ, специалисты планируют завершить к концу 2018 года. Исследование ученых уже получило поддержку Российского научного фонда сроком на три года.

Компактные топливные ячейки политехники изготавливают путем магнетронного напыления: при помощи плазмы тончайшие слои материалов, составляющих «батарейку», наносятся друг на друга. Отличие разработанной ими технологии от существующих аналогов состоит в том, что распыление всех слоев — анода, электролита и катода — осуществляется в едином цикле.

«Обычно каждый слой изготавливают разными методами, в разных средах. Мы же хотим напылять все составляющие, в том числе анод и катод, обладающие наноразмерной пористостью и благодаря этому повышающие эффективность топливного элемента», — пояснил один из исследователей, сотрудник ТПУ Андрей Соловьев.

Во всем мире топливные ячейки изготавливают другими методами, традиционно используемыми для спекания керамики: шликерным литьем, прессованием порошков. Такие топливные ячейки работают при высокой температуре — около 800-850 градусов Цельсия, из-за чего требования к элементам энергетической установки очень высокие. Тогда как метод магнетронного напыления позволяет получать тончайшие топливные ячейки толщиной до десятка микрон. Благодаря этому удастся снизить рабочую температуру до 650-700 градусов и, следовательно, увеличить срок службы самих батарей и всего оборудования.

«Это достаточно экологически чистый метод, поскольку почти отсутствуют выбросы углерода. Сжигать топливо в таких установках не требуется, нужно только подвести к батарее газ», — добавил руководитель проекта, сотрудник ТПУ Алексей Лебединский.

Применять разрабатываемые политехниками топливные элементы возможно и в компактных энергетических установках.

«Такая установка размером со стиральную машинку вполне может обеспечить частный жилой дом электроэнергией и теплом. Если в централизованной энергосистеме электричество генерируется в одном месте, а затем передается на большие расстояния, то здесь оно производится непосредственно у потребителя, и никаких потерь при передаче нет», — рассказал Андрей Соловьев.

Подобная система особенно удобна для снабжения отдаленных поселков или обслуживания нефтепроводов. Установки могут быть мобильными и работать автономно без помощи оператора.
Теги:

Читать еще на Чердаке: