Создан водородный генератор, работающий на тепле и воде

Схема преобразования энергии.
Фото: rsc.org

Немецкие ученые создали источник энергии, для работы которого нужна только жидкая вода и теплые условия, его можно использовать для питания маломощных устройств.

Об этом сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Energy & Environmental Science.

Устройство, предложенное группой исследователей из Университета Штутгарта в Германии, во многом напоминает знакомые многим водородные топливные элементы, в которых происходит прямое преобразование энергии окисления водорода кислородом до воды в электричество. На одном из электродов этого устройства происходит диссоциация молекул водорода с образованием протонов и электронов, а на другом - формирование активных частиц кислорода и образование молекул воды с их участием. Разница в энергии этих процессов и определяет энергетическую эффективность подобных устройств.

Прибор, разработанный Эмилем Родунером - ведущим автором публикации и его коллегами, использует иной принцип. На одном из его электродов, соприкасающихся с жидкой водой, происходит химическая реакция с выделением кислорода. На другом электроде этого устройства протекает эта же реакция, однако, в противоположном направлении. Таким образом, казалось бы, энергетического выигрыша быть не должно и такой топливный элемент работать не должен.

Хитрость данного устройства состоит в том, что по мере протекания реакции, на втором электроде образующиеся молекулы воды в виде пара улетучиваются, тогда как избыток жидкой воды на первом электроде постоянно подталкивает реакцию к протеканию. Иными словами данный топливный элемент использует для работы не химическую энергию реакций, а разницу в концентрации компонентов на двух электродах топливного элемента - так называемый энтропийный фактор.

Для того, чтобы это устройство работало, второй электрод его должен содержаться в тепле, чтобы испарение образующейся воды шло достаточно быстро. Такой топливный элемент, разумеется, уступает своим водородным аналогам по мощности, однако может с успехом применяться в засушливых или ветреных районах пустынь или побережий, где нет других источников энергии. «Данное устройство может найти самые разные применения – например, питание датчиков, военных устройств наблюдения и беспроводной передачи информации, а также накопление энергии», - пишут авторы в своей статье.