เซลล์สำหรับกรดฟอร์มิก

ประสิทธิภาพทางทฤษฎีในการแปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้าในเซลล์เชื้อเพลิงสามารถทำได้ถึง 100% เปอร์เซ็นต์ แต่จนถึงขณะนี้สิ่งที่ดีที่สุดคือไฮโดรเจนซึ่งมีประสิทธิภาพสูงถึง 60% แต่เซลล์เชื้อเพลิงที่ใช้กรดฟอร์มิกมีโอกาสที่จะบรรลุตามทฤษฎีนี้ 100% มีราคาถูก เบากว่ารุ่นก่อนมาก และแตกต่างจากแบตเตอรี่ทั่วไปตรงที่ให้การทำงานต่อเนื่อง ควรระลึกไว้ว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในแรงดันต่ำมีเพียงประมาณ 20% เท่านั้น -? ดร.ฮับ กล่าว ภาษาอังกฤษ Andrzej Borodzinski จาก IPC PAS

เซลล์เชื้อเพลิงเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีเป็นไฟฟ้า กระแสไฟถูกสร้างขึ้นโดยตรงอันเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ที่ขั้วบวกและขั้วลบของเซลล์ อุปสรรคที่ใหญ่ที่สุดในการเผยแพร่เซลล์ไฮโดรเจนคือการจัดเก็บไฮโดรเจน ปัญหานี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเรื่องยากมากจากมุมมองทางเทคนิค และยังไม่ได้รับการแก้ไขด้วยวิธีแก้ปัญหาที่น่าพอใจ การแข่งขันกับเซลล์ไฮโดรเจนคือเซลล์เมทานอล อย่างไรก็ตาม เมทานอลเองเป็นสารพิษ และองค์ประกอบที่บริโภคมันจะต้องสร้างขึ้นโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินั่มราคาแพง นอกจากนี้ เซลล์เมทานอลยังมีพลังงานต่ำและทำงานที่อุณหภูมิค่อนข้างสูง ดังนั้นอุณหภูมิที่อาจเป็นอันตราย (ประมาณ 90 องศา)

ทางเลือกอื่นคือเซลล์เชื้อเพลิงกรดฟอร์มิก ปฏิกิริยาดำเนินไปที่อุณหภูมิห้อง ประสิทธิภาพและกำลังของเซลล์สูงกว่าเมทานอลอย่างเห็นได้ชัด นอกจากนี้ กรดฟอร์มิกยังเป็นสารที่ง่ายต่อการจัดเก็บและขนส่ง อย่างไรก็ตาม การทำงานที่เสถียรของเซลล์กรดฟอร์มิกต้องการตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพและทนทาน ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เราเดิมพัฒนาขึ้นมีกิจกรรมที่ต่ำกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบริสุทธิ์ที่ใช้จนถึงขณะนี้ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างจะหายไปหลังจากใช้งานสองชั่วโมง ดีขึ้นเรื่อย ๆ. ในขณะที่กิจกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลเลเดียมบริสุทธิ์ยังคงลดลง ตัวเร่งปฏิกิริยาของเรานั้นเสถียร” ดร. โบรอดซินสกี้กล่าว

ข้อได้เปรียบของตัวเร่งปฏิกิริยาที่พัฒนาขึ้นที่สารลดแรงตึงผิว IPC ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งจากมุมมองทางเศรษฐกิจ คือ ตัวเร่งปฏิกิริยายังคงรักษาคุณสมบัติไว้เมื่อทำงานในกรดฟอร์มิกที่มีความบริสุทธิ์ต่ำ กรดฟอร์มิกชนิดนี้สามารถผลิตได้ง่ายในปริมาณมาก รวมทั้งจากชีวมวล ดังนั้นเชื้อเพลิงสำหรับเซลล์ใหม่จึงมีราคาถูกมาก กรดฟอร์มิกที่ได้จากชีวมวลจะเป็นเชื้อเพลิงสีเขียวทั้งหมด ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมในเซลล์เชื้อเพลิง ได้แก่ น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ หลังเป็นก๊าซเรือนกระจก แต่ชีวมวลได้มาจากพืชที่ดูดซับในระหว่างการเจริญเติบโต เป็นผลให้การผลิตกรดฟอร์มิกจากชีวมวลและการบริโภคในเซลล์จะไม่เปลี่ยนปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ ความเสี่ยงต่อมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมจากกรดฟอร์มิกก็ต่ำเช่นกัน

เซลล์เชื้อเพลิงกรดฟอร์มิกจะพบการใช้งานมากมาย ยูทิลิตี้ของพวกเขาจะสูงเป็นพิเศษในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์พกพาหรือไม่? โทรศัพท์มือถือ, แล็ปท็อป, GPS องค์ประกอบเหล่านี้ยังสามารถติดตั้งเป็นแหล่งพลังงานสำหรับยานพาหนะได้ตั้งแต่รถเข็นวีลแชร์ จักรยานไฟฟ้า และเรือยอทช์

ที่ IPC PAS การวิจัยได้เริ่มต้นขึ้นเกี่ยวกับแบตเตอรี่ชุดแรกที่สร้างขึ้นจากเซลล์เชื้อเพลิงกรดฟอร์มิก นักวิทยาศาสตร์คาดว่าต้นแบบของอุปกรณ์เชิงพาณิชย์จะพร้อมใช้ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

ขึ้นอยู่กับวัสดุของสถาบันเคมีฟิสิกส์ PAN