Вскоре на смену миниатюрным батарейкам, используемым в портативной пользовательской электронике, могут прийти топливные элементы на водороде. Источник сообщает, что в США инженерами-химиками создан самый маленький в мире топливный элемент на водороде.
Размеры прототипа составляют всего 3 х 3 х 1 мм. При сопоставимых с обычной батарейкой размерах, топливная ячейка может содержать гораздо больше энергии, а значит, электроника, питаемая таким источником, проработает дольше.
Тем не менее, в производстве пока проще все же батарейки. Ведь внутри топливной ячейки располагаются топливный насос и управляющая электроника. Кроме того, чтобы добиться их малых размеров нужно ещё достичь их низкого собственного потребления энергии, что делает создание крошечных топливных элементов непростой задачей. Об этих особенностях рассказал глава проекта Саид Могаддам (Saeed Moghaddam) при университете Иллинойса.
Особенностью разработки Могаддама и коллег стала конструкция топливной ячейки, которая подразумевает нулевое потребление энергии собственными элементами. Она состоит из 4 компонентов: мембрана, ёмкость с водой, камера и гидрид метала.
Через тонкие отверстия в мембране молекулы воды (пар) попадают в камеру, где образуют водород. Это позволяет наполнить камеру и надавить на мембрану, чтобы она перекрыла дальнейший доступ воды. При реакции с электродами водород иссякает, формируя поток энергии. Это снова запускает в действие мембрану, открывая доступ парам воды, и процесс возобновляется.
Эти же особенности конструкции устройства позволяют топливному элементу быть перевернутым и повернутым как угодно, что немаловажно для мобильной пользовательской электроники.
Прототип генерирует напряжение в 0,7 В и ток в 0,1 мА. Так он может проработать в течение 30 часов, пока не выработает свой запас топлива. Пока что этого не хватит, чтобы запитать мобильный телефон, но это лишь прототип и ведутся работы над улучшением характеристик, зато этого уже достаточно для питания более мелкой электроники.