Μια ερευνητική ομάδα έχει αναπτύξει μια κυψέλη καυσίμου νατρίου-αέρα που θα μπορούσε να παρέχει ενέργεια για τις μελλοντικές μεταφορές, μεταξύ των οποίων και τα ηλεκτρικά αεροπλάνα. Αυτή η καινοτόμος προσέγγιση στη χρήση κυψελών καυσίμου ξεπερνά τους περιορισμούς των μπαταριών νατρίου-αέρα και θα μπορούσε επίσης να συμβάλει στη μείωση της ατμοσφαιρικής ρύπανσης και των επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής.
Καθώς η παγκόσμια κοινότητα απομακρύνεται από τα ορυκτά καύσιμα, οι μπαταρίες έχουν αναδειχθεί σε κρίσιμο στοιχείο της ενεργειακής μετάβασης για να καλύψουν τις αυξανόμενες ανάγκες σε ενέργεια. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποτελούν την καλύτερη λύση αποθήκευσης ενέργειας που διαθέτουμε σήμερα. Παρ’ όλα αυτά, αυτές οι μπαταρίες πλησιάζουν την ικανότητά τους στη αποθήκευση ενέργειας, δημιουργώντας εμπόδια στην ανάπτυξη πλήρως ηλεκτρικών λύσεων για βαριές μεταφορές, όπως αεροπλάνα, πλοία και τρένα.
Οι μπαταρίες νατρίου-αέρα ή μετάλλου-αέρα έχουν παρουσιαστεί ως εναλλακτική λύση για περιπτώσεις αυξημένης ισχύος, ωστόσο τα περισσότερα από τα χαρακτηριστικά τους βρίσκονται σε στάδιο ανάπτυξης.
Ερευνητές από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (ΜΙΤ), σε συνεργασία με ερευνητικά κέντρα στις ΗΠΑ, υιοθέτησαν έναν ριζικά διαφορετικό σχεδιασμό για τη χρήση αυτής της χημείας σε κυψέλες καυσίμου, ξεπερνώντας τους περιορισμούς των παραδοσιακών μπαταριών.
Στο εργαστήριο, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν δύο κάθετους γυάλινους σωλήνες, συνδυάζοντάς τους μέσω ενός στερεού κεραμικού ηλεκτρολύτη και ενός πορώδους ηλεκτροδίου αέρα. Ο ένας σωλήνας περιείχε υγρό νατρίου και ο άλλος αέρα, παρέχοντας το απαραίτητο οξυγόνο για την αντίδραση της κυψέλης καυσίμου.
Η αντίδραση των δύο αυτών στοιχείων παράγει οξείδιο του νατρίου και ενέργεια. Με τον έλεγχο της υγρασίας στον αέρα, οι ερευνητές κατάφεραν να παράγουν 1.700 βατώρες ανά κιλό για κάθε στοίβα κυψελών καυσίμου, ενώ ένα ηλεκτρικό αεροσκάφος χρειάζεται περίπου 1.000 βατώρες ανά κιλό.
Σε αντίθεση με μια μπαταρία, όπου τα αντίστοιχα στοιχεία της αντίδρασης είναι κλεισμένα σε δοχείο, οι κυψέλες καυσίμου επιτρέπουν την είσοδο και έξοδο των στοιχείων. Έτσι, αντί να επαναφορτίζεται, η κυψέλη καυσίμου απαιτεί ανεφοδιασμό, που μπορεί να γίνει πιο γρήγορα, καθιστώντας την ιδανική για εμπορικές εφαρμογές.
Το οξείδιο του νατρίου που προκύπτει από την κυψέλη αντιδρά με την υγρασία του αέρα, σχηματίζοντας υδροξείδιο του νατρίου, το οποίο στη συνέχεια αντιδρά με το διοξείδιο του άνθρακα, παράγοντας ανθρακικό νάτριο και τελικά διττανθρακικό νάτριο ή μαγειρική σόδα, όπως είναι γνωστό.
Αυτή η διαδικασία συμβάλλει στη μείωση του CO₂ από την ατμόσφαιρα και το διττανθρακικό νάτριο μπορεί να καταλήξει στους ωκεανούς, βοηθώντας στην αποξίνωσή τους, μειώνοντας περαιτέρω τις εκπομπές άνθρακα. Αν και προτάσεις για τέτοιες λύσεις έχουν γίνει στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής, η εφαρμογή τους έως τώρα έχει ανασταλεί λόγω του υψηλού κόστους.
Naftemporiki.gr
