Как сообщают исследователи Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе и Университета Штата Пенсильвания, им удалось создать принципиально новые топливные элементы на метаноле повышенной эффективности. Новые топливные элементы можно будет использовать в портативных электронных приборах и автономных миниатюрных устройствах.
Идея использования метаноловых топливных элементов не нова. Однако есть и проблемы: малая эффективность, большие размеры (связанные с наличием движущихся частей), высокая температура. В элементе американских разработчиков используется специальная мембрана, пропускающая протоны, и небольшой активный резервуар, испещренный каналами шириной 0,75 мкм и глубиной 0,4 мкм. Упрощенная схема действия элемента такова: водный раствор метанола поступает на анод через микроканалы, генерируя электроны и протоны (ионы атомарного водорода, промежуточного продукта реакции окисления метанола). Протоны через мембрану (содержащую электролитический раствор) мигрируют к катоду, а электроны протекают через внешнюю цепь, создавая электрический ток. Электроны рекомбинируют с протонами на катоде, образуя водород, который затем образует ковалентную связь с кислородом воздуха, превращаясь в воду.
Реакция окисления в микроэлементе происходит при температуре 60 градусов Цельсия, а эффективность составляет 47 мВт на кв. см. при использовании одномолярного раствора метанола. Возможна работа и при комнатной температуре, но эффективность при этом меньше – около 14 мВт на кв. см.
Что ж, у Toshiba и STMicroelectronics, работающих в этом направлении, может вскоре появиться серьезный конкурент, если, конечно, никто из них не купит прежде эту технологию.