Портал ISRAland - израильские новости

25.05.2007 | 13:15

Эффективный способ питания автомобиля на топливных элементах, отличающийся высокой плотностью упаковки энергии, низкой стоимостью и абсолютной безопасностью, нашли Ихэн Персиваль Чжан из политехнического института Вирджинии, а также его соавторы из американской национальной лаборатории в Окридже и университета Джорджии.

Исследователи обратились к питанию автомобилей на основе растительного сырья. Однако пошли весьма неожиданным путем - придумали способ заправки машин крахмалом. После ряда опытов они подобрали уникальную комбинацию из 13 ферментов, которые полностью превращают воду и крахмал в водород и углекислый газ.

Если отбросить промежуточные этапы с участием биологических катализаторов, общая стехиометрическая реакция будет выглядеть так: C6H10O5 + 7 H2O (жидкость) = 12 H2 + 6 CO2 (газ).

Процесс этот самоподдерживающийся и односторонний, сообщают авторы исследования. Причем они подчеркивают, что выход водорода очень велик - намного выше, чем теоретический предел для анаэробного брожения (4 молекулы водорода с одной молекулы глюкозы).

Собственно водород, содержащийся в крахмале и воде, извлекается весь. Также важно, что реакция идет при температуре всего в 30 градусов по Цельсию, и при атмосферном давлении.

Найденную цепочку каталитических реакций ученые называют искусственной, поскольку данные 13 ферментов вместе в природе нигде не встречаются. Подробно все цепочки и балансы энергии расписаны в статье авторов новой технологии, вышедшей в PLoS ONE.

Исследователи рассчитали, что бак, объемом 45 литров, вмещал бы примерно 27 килограммов крахмала, который при добавлении воды и ферментов выдавал бы 4 килограмма водорода. Что при использовании топливных элементов для выработки электричества (для электромоторов) давало бы пробег порядка 500 километров.

Авторы особо подчеркивают, что новый метод очень эффективен во всех отношениях. Затраты на заправку были бы эквивалентны примерно 2 доллара на килограмм получаемого водорода. К тому же, получается высокая плотность упаковки энергии в крахмальном баке.

Далее ученые пишут, что если 30% расходуемого топлива на автотранспорте можно заменить этанолом из растительного сырья, сжигаемым в ДВС вместо бензина (это цель, к которой стремится министерство энергетики США - DOE), то с заправкой крахмалом того же самого количества биомассы хватило бы на питание уже всего автопарка. Поскольку КПД топливных элементов втрое выше, чем КПД ДВС, и эффективность использования энергии углеводов при новом методе - высокая.

Еще изобретатели сообщают, что вместо твердого крахмала (порошка) в качестве исходного носителя при данном методе можно использовать сироп из полисахаридов.

Читайте последние новости раздела "Технологии":
Илон Маск пообещал Израилю беспилотные такси уже через год →
В Китае создали пластик с "кнопкой самоуничтожения": разлагается по команде за несколько дней →
ИИ обещает "перевод с кошачьего": заговорим ли мы с животными уже при нашей жизни? →
Японцы убирают людей из лабораторий: в Токио открыли научный центр, где работают только роботы →
Virgin Atlantic первой встроила ChatGPT в поиск авиабилетов →
Meta делает покупки вместо вас — и одновременно режет тысячи рабочих мест →

Поделиться:

Membrana.ru