В чистое сердце машины зальют жуткую отраву
Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее, может стать действительностью, в случае если японские инженеры доведут до ума уникальную совокупность питания «зелёных» автомобилей и экзотические топливные элементы. Авторы новации утверждают, что она надёжна и эргономична в применении.
Противогаз имеете возможность не брать.
его производные и Гидразин – это весьма сильные яды. Но потому, что это горючее – долгохранимое и не требующее особенных условий содержания (не считая герметичности бака, само собой разумеется), а в сочетании с определённым окислителем ещё и самовоспламеняющееся, инженеры с удовольствием используют его в качестве ракетного горючего.
Особенно, в военных «изделиях».
Ракетчиков не смущает кроме того то, что от паров соединений гидразина человека не имеет возможности обезопасисть кроме того противогаз (простого типа). А вот что сообщат автолюбители, в случае если их попытаются перевоплотить в «ракетчиков» – это весьма интересно.
Но обо всём по порядку. Компания Daihatsu, совместно с японским национальным университетом передовых прикладных технологий и наук (AIST), создала новый класс топливных элементов: не нуждающихся в платине, прямого действия, на гидразине.
Именуется таковой элемент DHFC.
Горючим для него помогает гидразин гидрат (N2H4·H2O), достаточно обширно используемый в химической индустрии. Выброс же нового топливного элемента является водой и азот. Никаких вредных веществ, никакого парникового CO2.
Красота.
На этом рисунке компания поясняет основную отличие между классическими топливными элементами (слева) и элементом с анионообменной мембраной (справа).
1 — электроды; 2 — мембрана (иллюстрация Daihatsu).
Примечательно, что в случае если простые топливные элементы трудятся, в то время, когда через их мембраны проходят протоны, то в новом устройстве инженеры перевернули разработку, в некоем роде, с ног на голову. Реакцию в DHFC снабжают бегущие через мембрану анионы (OH-).
Соответственно, ключом к созданию нового топливного элемента стала анионнообменная электролит-мембрана.
Благодаря таковой «химии» в качестве катализаторов (покрытия электродов) в новом устройстве удалось применить никель и кобальт. Куда более недорогие материалы, нежели используемая в простых (водородных) топливных элементах платина.
Как пишет в собственном пресс-релизе Daihatsu, в блоке топливных элементов, трудящихся на водороде и достаточных для питания одной легковушки, платины содержится приблизительно 100 граммов. А это пара тысяч долларов.
Большая плотность мощности (отмерена по вертикали) выстроенного умелого DHFC (красный график) составила 0,5 ватта на квадратный сантиметр мембраны, а плотность тока (по горизонтали) — приблизительно 1300 миллиампер на квадратный сантиметр. Это как минимум не хуже, чем у сегодняшних водородных топливных элементов (серый график) (иллюстрация Daihatsu).
Отсутствие же платины в новом аппарате, наряду с другими хитростями (недорогими материалами для сепаратора, прочих деталей и корпуса), разрешило сделать новый топливный элемент относительно недорогим. Неудивительно, что Daihatsu прочит DHFC использование в качестве «сердца» в экологически чистых машинах нового поколения.
Но вот принципиальный момент. Как мы уже сообщили, его производные и гидразин – сильные яды.
Страшно представить, что будет, в случае если при аварии на дороге бак с гидразином разрешит течь.
«А вот и не страшно», – утверждает японская компания. Она очень уникально решила вопрос безопасности применения столь ядовитого вещества в качестве горючего.
Daihatsu придумала особый бак, наполненный гранулированным полимером, содержащим карбонильную группу (C=O). При заправке бака гидразин гидрат вступает в реакцию с полимером.
Происходит конденсация и дегидратация горючего, и гидразин оказывается химически связан.
Сейчас в ёмкости он образует жёсткий материал — гидразон (hydrazone, C=N2H2), что совсем надёжен в хранении и которому не страшно разрушение бака при аварии. А вода, входившая в состав гидразин гидрата, при заправке из этого самого бака откачивается.
В то время, когда же требуется извлечь связанное горючее, в бак направляется порция тёплой воды. Реакции идут в обратном направлении, и полимер высвобождает гидразин гидрат, что перекачивается в топливный элемент (подробности в статье авторов разработки в издании Angewandte Chemie).
Топливный же элемент, как водится, производит ток для зарядки аккумуляторная батарей авто и питания его электродвигателей.
Принцип работы гипотетического гидразинового авто.
На врезке — реакции, идущие при заправке бака и связывании горючего, и при освобождении горючего для переправки в топливный элемент (иллюстрация Daihatsu).
Как эргономична и надёжна такая заправка? Само собой разумеется, возможно пофантазировать, что на самой АЗС гидразин будет храниться кроме этого в виде гидразона.
Только в момент заправки он будет соединяться с водой, дабы его возможно было бы перекачать в бак автомобиля.
В машине кроме этого опасение вызывает только маленькая магистраль, соединяющая топливные ячейки с баком. Так как в том месте будет курсировать гидразин гидрат.
Но хранить новое горючее в аналогичной машине на топливных элементах несравненно несложнее, чем водород, что требует или большого давления (газообразный, 350 воздухов), или низкой температуры (253 градуса Цельсия ниже нуля), соответственно – весьма прочного баллона либо весьма толстых теплоизолирующих стенок бака.
Daihatsu кроме этого отмечает, что DHFC владеют высокой мощностью и большим ресурсом. В общем, преимуществ у таковой технологии масса.
Потому компания собирается продолжить исследовательские и проектные работы по экзотическому топливному элементу. Она сохраняет надежду улучшить «ёмкостные» параметры полимера, захватывающего гидразин гидрат, дополнительно повысить мощность, долговечность и надёжность DHFC и подойти к решению проблемы инфраструктуры.
Не берёмся утверждать, что придуманная японцами концепция экологически чистых авто – самая идеальная. Но, без сомнений, одна из самых уникальных и неожиданных.
Берём на заметку.
