Читать «Компьютерра #25-26 (789-790)» онлайн - страница 46

Подлинность документов будет проверена службой безопасности системы, после чего операция зачисления по кредитной карте будет подтверждена, и вы сможете распоряжаться зачисленными средствами. Пожалуйста, осуществляйте отправку электронной почты обязательно с вашего основного адреса в системе.

После успешного подтверждения операции зачисления по кредитной карте в дальнейшем при операциях с этой же картой данная процедура не потребуется».

2

точнее, валлиец)Уильям Роберт Гроув, много работавший в области электрохимии1, построил действующий топливный элемент на основе реакции водорода с кислородом. В «газовом элементе» Гроува водород и кислород подавались в пространство над электродами из платиновой фольги, покрытой губчатой платиной для увеличения площади поверхности. В качестве электролита использовалась серная кислота.

«Газовый элемент» Гроува не нашел практического применения — он выдавал слишком слабый ток. К топливным элементам всерьез обратились лишь век спустя — уже после Второй мировой-. Первый

бум пришелся на эпоху соревнования США и СССР в космосе. В частности, корабли Apollo (в том числе Apollo-Soyuz), Gemini, Skylab, а в дальнейшем — и возвращаемые челноки, включая отечественный «Буран», снабжались электроэнергией от топливных элементов, работающих на жидком кислороде и жидком водороде, причем вода, получающаяся в результате реакции, тоже использовалась для практических нужд. А первый коммерческий элемент был разработан еще в 1950-е годы (General Electric), но широкомасштабная работа в этом направлении закипела лишь в наше время.

А В ЧЕМ ПРОБЛЕМЫ?

Сегодня применяются топливные элементы (ТЭ) по крайней мере четырех-пяти разновидностей, причем в основе своей они устроены одинаково и используют реакцию окисления водорода (или соединений, им богатых) кислородом (в практических конструкциях, как правило, прямо из воздуха). Обычно устройство ТЭ иллюстрируют на примере элемента с твердым электролитом — протонообменной мембраной (Proton Exchange Membrane, РЕМ, рис. 1). Молекулы водорода поступают на пористый анод, где с помощью катализатора превращаются в положительно заряженные ионы (протоны), которые через ионообменную мембрану и электролит движутся к катоду. Освободившиеся при этом электроны мембраной не пропускаются и тоже движутся к катоду, но через внешнюю цепь, формируя ток, который и делает что-то полезное в нагрузке. На катоде протоны реагируют с атомами кислорода (они получаются из молекул также с помощью катализатора) и пришедшими из внешней цепи электронами, образуя воду. Напряжение одного элемента составляет около 1 вольта, а величина тока зависит от размеров элемента и достигает в совре-

менных конструкциях 100-200 миллиампер с квадратного сантиметра. Немаловажная особенность ТЭ — все эти процессы запускаются только при замыкании внешней цепи, без нагрузки материалы в топливном элементе не расходуются.

На эту довольно простую схему накладывается множество нюансов. Нюанс первый заключается в катализаторе, коим чаще всего служит платина или другие недешевые металлы платиновой группы {например, палладий). Причем содержание платины может достигать нескольких грамм на килограмм веса ТЭ, и уже подсчитано, что при активном производстве топливных элементов разведанных запасов платины хватит от силы лет на тридцать. Так что первое направление совершенствования конструкций ТЭ — поиск более дешевых катализаторов, в качестве которых могут выступать другие металлы, органические соединения, разные наноструктуры — в общем, предложений хватает.