Метанольные топливные элементы

Топливный элемент – это элемент, в котором окислительно-восстановительная реакция поддерживается непрерывной подачей реагентов (топлива, напр. водорода, и окислителя, напр. кислорода) из специальных резервуаров. Важнейшая составная часть электрохимического генератора, обеспечивающая прямое преобразование химической энергии в электрическую. В метанольных топливных элементах топливом является метанол или раствор метанола.

В последние годы топливные элементы получили широкое развитие во всем мире. На сегодняшний день существует огромное количество систем, базирующихся на различных технологиях. Одной из самых распространенных технологий является DMFC (Direct methanol fuel cell) – технология, основанная на прямом окислении метанола.
Помимо этой технологии широко применяются PEMFC (Proton exchange membrane fuel cell) технология и SOFC (Solid oxide fuel cell). 

 
Одна из первых систем метанольных топливных элементов, Varta 140 W (1967 год)

Разработкой метанольных топливных элементов сейчас занимаются несколько десятков компаний, среди которых Methanex, Statoil, Duracell, Hitachi, Toshiba, Samsung и др. Таким образом, разрабатываются метанольные топливные элементы как для портативной техники, так и для двигателей автомобилей. И там, и там достигнуты серьезные успехи.

Такие элементы уже находят применение в портативных компьютерах, сотовых телефонах и даже автомобильных двигателях. Широкое применение в последних сталкивается с рядом проблем.

С одной стороны, единственным продуктом реакции метанола с воздухом является вода. Самый положительный с точки зрения экологии факт. С другой стороны, возникает вопрос, где взять такое количество метанола. К примеру, при 10%-ном внедрении метанола на Калифорнийском рынке для обеспечении потребности необходима непрерывная работа 4-х крупных заводов мощностью 2,5 тыс. тонн в сутки¹ . Таким образом, значимого применения метанола для транспорта ждать придется еще долго. При этом цена метанола не способствует его широте его использования.

_______________________________

 ¹ Fitzpatrick T. Влияние новых технологий на себестоимость получения синтетического метанола. IMTOF-99, Denver, Colorado, USA