В Институте химии твердого тела и механохимии СО РАН изготавливаются топливные элементы, которые позволяют существенно сократить потери, возникающие при превращении различных видов энергии в электрическую. Как отмечают ученые, такая технология является крайне перспективной и поддерживается государством.
Портативные устройства, которые не требуют электрической подзарядки, используют для работы доступное и дешевое сырье — газы (пропан, бутан или метан).
«Внешне такие устройства напоминают термос: внутри находится конвертер, который превращает метан в синтез-газ. Синтез-газ подается внутрь, а снаружи подается воздух. На оболочке такого устройства будут находиться электроды, с которых можно „снимать“ ток. То есть, к примеру, вы берете с собой в тайгу газовый баллончик, присоединяете его к такому портативному устройству и подзаряжаете с его помощью свои гаджеты. Работоспособность гаджетов будет поддерживаться в течение длительного срока без использования стандартных зарядных устройств», — пояснил директор ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Александр Немудрый.
Он обратил внимание на то, что в 2014 году президент РФ Владимир Путин сформулировал задачу — Россия должна стать лидером рынка в нескольких перспективных областях, в частности в энергетике.
«В связи с этим институты развития — Агентство стратегических инициатив (АСИ), Научно-технологическая инициатива (НТИ) определили ряд сквозных технологий, которые помогут этого добиться. Одна из них — создание топливных генераторов для питания мобильных и портативных устройств. В данный момент по одной из таких программ НТИ — «Создание новых и портативных источников питания — работает наша лаборатория химического материаловедения», — отметил Немудрый.
Благодаря тому, что ученые ИХТТМ СО РАН представили свою разработку микротрубчатых топливных элементов в рамках проекта РФФИ, на них обратила внимание компания «ИнЭнерджи». Сейчас сотрудники института участвуют в совместной инициативе НТИ «ТОПАЗ» по созданию компактного электрогенератора для питания портативных устройств. ИХТТМ СО РАН как ключевой исполнитель этого проекта разрабатывает технологии получения топливных элементов.
«Топливный элемент — сложная конструкция, которая представляет собой „начинку“ портативного энергоустройства, — комментирует Немудрый. — Единичный ТЭ можно собрать в стержень, в зависимости от того, какая энергия вам необходима. Один топливный элемент дает 0,5 Ватта на см², то есть с такой трубки можно „снять“ порядка 1 Ватта. А если вам понадобится устройство, к примеру, на 50 Ватт, нужно будет объединить 50 таких трубочек».
По словам ученого, эта сложная технологическая задача позволит выйти на мировые рынки и занять технологическую нишу по производству портативных электрогенераторов. «В настоящий момент мы отработали технологию, в ближайшее время попробуем подобрать более эффективные вещества для микротрубок, которые позволят повысить мощность такого устройства.
В лаборатории химического материаловедения ИХТТМ СО РАН уже разработаны катодные материалы для этих целей и здесь же будет проводиться их тестирование", — говорит Александр Немудрый. Он добавил, что важной характеристикой таких устройств является рабочая температура. Как правило, сейчас в портативных генераторах используются материалы, которые могут работать при температурах 800—900 °C, это много. Исследователи надеются, что благодаря их катодным материалам они смогут понизить рабочую температуру до 500—600 °C.