Сотрудники Национального научно-исследовательского института Университета Квебека создали зеленый топливный элемент без мембраны, который использует кислород воздуха и спирт для производства электроэнергии.

Обычные топливные элементы распространены повсеместно. Они питают современные электромобили и использовались в компьютерах при высадке на Луну аппаратов программы «Аполлон» в 1969 году. Эти топливные элементы теряют напряжение по мере их использования и в конечном итоге перестают работать. Это происходит потому, что молекулы спирта (метанола или этанола) в анодном отсеке топливного элемента пересекают мембрану, отделяющую их от катодного отсека. Молекулы кислорода в катодном отсеке вступают в реакцию со спиртом, вызывая падение напряжения.

Многие ученые безуспешно пытались создать мембрану, которая не давала бы молекулам спирта проходить в катодный отсек. Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Renewable and Sustainable Energy Reviews, пошли другим путем: они создали топливный элемент без мембраны.

Когда мембрана удаляется, метанол или этанол реагируют с кислородом, как и в обычных топливных элементах. Чтобы предотвратить падение напряжения, ученым пришлось разработать селективные электроды в катодном отсеке. Эти электроды остаются неактивными в присутствии молекул спирта, но чувствительны к кислороду, благодаря которому происходит реакция окисления и вырабатывается электричество.

Согласно исследователям, такой топливный элемент сможет питать портативную электронику, такую как мобильные телефоны, и микросистемы, такие как датчики загрязнения воздуха. В отличие от обычных батарей, которые хранят электричество и должны быть заряжены, топливные элементы продолжают производить энергию до тех пор, пока есть топливо.