9;єму і тим самим підвищує ефективність установки.
Інший тип сонячних батарей - фотоелектричний. За допомогою установок цього типу одержуване електрика може спрямовуватися на виробництво водню шляхом електролізу води. Експерименти з масивами нанопроводов та іншими наноструктурних матеріалів показали, що їх застосування може збільшити ефективність і таких батарей.
Не вдаючись у деталі, можна сказати, що нанотехнології в майбутньому зіграють значну роль у розробці високоефективних типів сонячних батарей, потрібних для створення життєздатної альтернативи видобутку водню за допомогою копалин енергоносіїв.
Проблема зберігання водню
Наступна важлива задача - це задача зберігання водню. Зберігання водню на борту автомобіля в кількості, необхідній для пересування, являє собою серйозний виклик інженерам. За найбільш приблизними підрахунками, для переміщення на відстань в 100 км потрібно близько 1 кг водню. Це означає, що необхідно возити в баку близько 5 кг водню, щоб мати можливість покрити середній денний пробіг. Щільність водню становить 0,1 грама на літр об'єму при кімнатній температурі, отже, буде потрібно розмістити 50 тис. літрів водню в баку.
Є три способу зберігання такого об'єму: у вигляді стислого газу з високим ступенем компресії, в якості рідини (що вимагає сильного охолодження), або в твердому вигляді.
Перший спосіб використовувався в ранніх моделях автомобілів, що працюють на водні. Конструктори різних автомобільних платформ намагаються створити сховища, які б відповідали технічним вимогам, та при цьому мали б прийнятну ціну, але поки рано говорити про якісь значні зрушення в даній області.
У минулому році автомобільна компанія Honda анонсувала концепт-кар FCX, який може зберігати на борту 5 кг водню при тиску близько 350 кг/см 2 , причому його бак має розміри, що дозволяють розмістити його на автомобілі середніх габаритів.
Використовувати тиск в десятки кілограмів на кв. см. для зберігання стисненого водню, або охолодження у до мінус 252 градусів Цельсія для перетворення його в рідину представляє певну загрозу безпеки споживачів. У цьому світлі підходящим альтернативним способом є зберігання водню у вигляді металогідридів у сховищі, заснованому на принципах адсорбції. У такій ємності водень вбирається у внутрішні поверхні пористого матеріалу, і може вивільнятися за допомогою тепла, електрики або хімічної реакції. Відомо досить багато металів, які можуть виступати в якості наповнювача, здатного запасати водень.
Нанотехнології і тут можуть допомогти у вирішенні таких завдань. Методи, що використовуються при створенні наноматеріалів, дозволяють управляти фізичними характеристиками одержуваних композитів. Це дає можливість формувати утримують ефекти потрібної сили і одержувати велику співвідношення площі поверхні адсорбенту до його об'єму.
Подібні властивості корисні для розробки наповнювачів для сховищ водню В«третього типу В»- на базі адсорбції. Наприклад, дослідники зараз вивчають властивості полімерних наноструктурованих матеріалів з метою розробки нового типу адсорбентів для сховищ водню. На сьогоднішній день йде попереднє тестування нових матеріалів, і результати випробувань виглядають цілком обнадійливими.
Одностінні вуглецеві нанотрубки володіють великою поверхневою площею і при цьому мають відносно малу масу. Ці характеристики нанотрубок, відповідно до загального переконання, дозволяють вважати їх одним з найбільш перспективних матеріалів для створення сховищ водню великої місткості.
Теоретично, в такому сховищі може бути припасено близько 7,7 масового відсотка, оскільки хемосорбція такого матеріалу дуже велика: на кожен атом вуглецю в нанотрубці можливо адсорбувати один атом водню. На додаток, подальша фізична адсорбція збільшує місткість сховища ще більше. Так чи інакше, деякий скепсис щодо сховищ водню на базі вуглецевих наонтрубок був обумовлений помилками ранніх, експериментальних, стадій і розумна основа для розробки сховищ водню високої місткості вже закладена.
Створення ефективних паливних осередків
Тепер перейдемо до останньої задачі. Це створення ефективних паливних осередків, в яких хімічна енергія водню буде перетворюватися в кінетичну енергію руху з високим ККД. Паливні комірки, в принципі, є дзеркальним відображенням батарей електролізу. В останніх за рахунок впливу електрики відбувається поділ молекул води на водень і кисень, а в паливних комірках сполука водню з киснем виробляє електрику.
Головним перешкодою для масового випуску автомобілів на базі паливних осередків зараз є ціна такого автомобіля. Вартість паливної комірки зараз коливається між $ 1 тис. і $ 3 тис. за кіловат установленої потужності. Щоб витримати конкуренцію із звичайними автомобілями, які використовують двигуни внутрішнього згоряння, ця цифра повинна знизитися більш ніж у 30 разів - до $ 30.
Існує кілька різних типів паливни...
