Об этой новаторской работе было сообщено в недавней статье, опубликованной в Международном журнале водородной энергетики.«Водород, производимый на борту самолета во время полета, можно направить в топливный элемент для выработки электроэнергии», — сказал ведущий исследователь доктор Шани Элицур из факультета аэрокосмической техники Техниона. «Эта технология предлагает хорошее решение нескольких проблем, таких как хранение водорода, без проблем, связанных с хранением водорода в жидком или газообразном состоянии».Хотя использование водородного топлива в течение некоторого времени было потенциально более экологически чистым энергетическим решением, хранение водорода всегда было проблемой.
Инженеры смогли обойти проблему хранения водорода с помощью экологически чистых топливных элементов с протонообменной мембраной (PEM) и процесса активации алюминия, запатентованного соавторами статьи, профессором Алоном Гани и доктором Валери Розенбанд.Исследования доктора Элицура были сосредоточены на реакции между активированным алюминиевым порошком и водой (из разных типов) с образованием водорода. В основе технологии лежит химическая реакция между алюминиевым порошком и водой с образованием водорода.
Для активации можно использовать пресную или сточную воду, уже находящуюся на борту самолета, что означает, что самолету не нужно перевозить дополнительную воду.Самопроизвольная и продолжительная реакция между порошкообразным алюминием и водой обеспечивается специальным термохимическим процессом активации алюминия, разработанным исследователями.
Защитные свойства оксидной или гидроксидной пленки, покрывающей поверхность частиц алюминия, модифицируются небольшой фракцией активатора на основе лития, диффундировавшего в объем алюминия, позволяя воде при комнатной температуре спонтанно реагировать с алюминием.Процесс действительно генерирует тепло, которое, по словам исследователей, может быть использовано для ряда задач, включая нагрев воды и пищи на камбузе, операции по удалению обледенения или нагрев авиационного топлива перед запуском двигателей.По словам исследователей, их технология обеспечит:
Более тихая работа на борту самолетаРезкое сокращение выбросов CO2
Компактное хранилище; нет необходимости в резервуарах для хранения водорода на борту самолетаБолее эффективное производство электроэнергии
Уменьшение количества проводов (несколько топливных элементов могут быть расположены рядом с местом их использования)Тепловая эффективность (тепло, генерируемое топливным элементом, можно использовать для защиты от обледенения, нагрева реактивного топлива)Уменьшение количества воспламеняющихся паров в топливных баках (образование инертного газа)«Возможность использования имеющихся бортовых сточных вод повышает как эффективность, так и безопасность системы», — пояснил д-р Розенбанд. «Кроме того, топливные элементы PEM демонстрируют высокую эффективность при производстве электроэнергии».
Производители самолетов, в том числе Boeing и Airbus, уже исследовали возможности использования бортовых топливных элементов. Компания Boeing экспериментировала с ними на самолетах меньшего размера, ожидая их использования на своем 787-8, современном электрическом самолете.
По мнению исследователей Техниона, топливные элементы могут даже играть роль энергосбережения в наземных операциях поддержки авиакомпаний и аэропортов, когда они используются в таких системах, как противообледенительные системы и световые мачты на взлетно-посадочной полосе.«Эффективное производство и хранение водорода представляет собой будущее для эффективных и безопасных потребностей в энергии для полета самолетов». резюмировал проф.
Гани.