Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее

Подобный автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее, может стать реальностью, если японские инженеры доведут до ума оригинальную систему питания "зелёных" машин и экзотические топливные элементы. Авторы новации утверждают, что она безопасна и удобна в использовании. Противогаз можете не покупать.
При разработке своих маленьких автомобилей Daihatsu всегда держала в уме скромный уровень выброса вредных веществ. В идеале он должен быть нулевым (фото Daihatsu).
При разработке своих маленьких автомобилей Daihatsu всегда держала в уме скромный уровень выброса вредных веществ. В идеале он должен быть нулевым (фото Daihatsu).
Гидразин и его производные – это очень сильные яды. Но поскольку это топливо – долгохранимое и не требующее особых условий содержания (кроме герметичности бака, конечно), а в сочетании с определённым окислителем ещё и самовоспламеняющееся, инженеры с радостью применяют его в качестве ракетного горючего. Особенно, в военных "изделиях".

Ракетчиков не смущает даже то, что от паров соединений гидразина человека не может защитить даже противогаз (обычного типа). А вот что скажут автомобилисты, если их попробуют превратить в "ракетчиков" – это интересно.

Но обо всём по порядку. Компания Daihatsu, совместно с японским национальным институтом передовых прикладных наук и технологий (AIST), разработала новый класс топливных элементов: не нуждающихся в платине, прямого действия, на гидразине. Называется такой элемент DHFC.

Топливом для него служит гидразин гидрат (N2H4·H2O), довольно широко применяемый в химической промышленности. Выхлоп же нового топливного элемента представляет собой воду и азот. Никаких вредных веществ, никакого парникового CO2. Красота.

На этом рисунке компания поясняет главную разницу между традиционными топливными элементами (слева) и элементом с анионообменной мембраной (справа). 1 — электроды; 2 — мембрана (иллюстрация Daihatsu).
На этом рисунке компания поясняет главную разницу между традиционными топливными элементами (слева) и элементом с анионообменной мембраной (справа). 1 — электроды; 2 — мембрана (иллюстрация Daihatsu).
Интересно, что если обычные топливные элементы работают, когда через их мембраны проходят протоны, то в новом устройстве инженеры перевернули технологию, в некотором роде, с ног на голову. Реакцию в DHFC обеспечивают бегущие сквозь мембрану анионы (OH-). Соответственно, ключом к созданию нового топливного элемента стала анионнообменная электролит-мембрана.

Благодаря такой "химии" в качестве катализаторов (покрытия электродов) в новом устройстве удалось применить кобальт и никель. Куда более дешёвые материалы, нежели применяемая в обычных (водородных) топливных элементах платина.

Как пишет в своём пресс-релизе Daihatsu, в блоке топливных элементов, работающих на водороде и достаточных для питания одной легковушки, платины содержится примерно 100 граммов. А это несколько тысяч долларов. Отсутствие же платины в новом аппарате, наряду с другими хитростями (недорогими материалами для сепаратора, корпуса и прочих деталей), позволило сделать новый топливный элемент сравнительно дешёвым. Неудивительно, что Daihatsu прочит DHFC применение в качестве "сердца" в экологически чистых автомобилях нового поколения.

Но вот важный момент. Как мы уже сказали, гидразин и его производные – сильные яды. Страшно представить, что будет, если при аварии на дороге бак с гидразином даст течь.

Максимальная плотность мощности (отмерена по вертикали) построенного опытного DHFC (красный график) составила 0,5 ватта на квадратный сантиметр мембраны, а плотность тока (по горизонтали) — примерно 1300 миллиампер на квадратный сантиметр. Это как минимум не хуже, чем у сегодняшних водородных топливных элементов (серый график) (иллюстрация Daihatsu).
Максимальная плотность мощности (отмерена по вертикали) построенного опытного DHFC (красный график) составила 0,5 ватта на квадратный сантиметр мембраны, а плотность тока (по горизонтали) — примерно 1300 миллиампер на квадратный сантиметр. Это как минимум не хуже, чем у сегодняшних водородных топливных элементов (серый график) (иллюстрация Daihatsu).
"А вот и не страшно", – утверждает японская компания. Она весьма оригинально решила вопрос безопасности применения столь ядовитого вещества в качестве топлива.

Daihatsu придумала специальный бак, наполненный гранулированным полимером, содержащим карбонильную группу (>C=O). При заправке бака гидразин гидрат вступает в реакцию с полимером. Происходит дегидратация и конденсация топлива, и гидразин оказывается химически связан.

Теперь внутри ёмкости он образует твёрдый материал — гидразон (hydrazone, >C=N2H2), который совершенно безопасен в хранении и которому не страшно разрушение бака в случае аварии. А вода, входившая в состав гидразин гидрата, при заправке из этого самого бака откачивается.

Когда же требуется извлечь связанное топливо, в бак направляется порция горячей воды. Реакции идут в обратном направлении, и полимер высвобождает гидразин гидрат, который перекачивается в топливный элемент (подробности в статье авторов технологии в журнале Angewandte Chemie).

Принцип работы гипотетического гидразинового авто. На врезке — реакции, идущие при заправке бака и связывании топлива, и при освобождении горючего для переправки в топливный элемент (иллюстрация Daihatsu).
Принцип работы гипотетического гидразинового авто. На врезке — реакции, идущие при заправке бака и связывании топлива, и при освобождении горючего для переправки в топливный элемент (иллюстрация Daihatsu).
Топливный же элемент, как водится, вырабатывает ток для зарядки аккумуляторов авто и питания его электродвигателей.

Насколько удобна и безопасна такая заправка? Конечно, можно пофантазировать, что на самой АЗС гидразин будет храниться также в виде гидразона. Лишь в момент заправки он будет соединяться с водой, чтобы его можно было бы перекачать в бак автомобиля.

В машине также опасение вызывает лишь небольшая магистраль, соединяющая топливные ячейки с баком. Ведь там будет курсировать гидразин гидрат.

Зато хранить новое горючее в подобной машине на топливных элементах несравненно проще, чем водород, который требует либо высокого давления (газообразный, 350 атмосфер), либо низкой температуры (253 градуса Цельсия ниже нуля), а значит – очень прочного баллона или очень толстых теплоизолирующих стенок бака.

Daihatsu также отмечает, что DHFC обладают большим ресурсом и высокой мощностью. В общем, достоинств у такой технологии масса. Потому компания намерена продолжить исследовательские и проектные работы по экзотическому топливному элементу. Она надеется улучшить "ёмкостные" параметры полимера, захватывающего гидразин гидрат, дополнительно повысить мощность, надёжность и долговечность DHFC и подойти к решению проблемы инфраструктуры.

Не берёмся утверждать, что придуманная японцами концепция экологически чистых авто – самая совершенная. Но, несомненно, одна из самых оригинальных и неожиданных. Берём на заметку.

Кроме того...
Куда держат путь умные толпы
Мобильная коммуникация изменит не только ритм жизни, но и...
Рекордно массивная черная дыра
Астрономы обнаружили...
  • Текущие обсуждения статей
Бионическая рука-протез
Телепортация - фантастика или реальность?
Ученые вывели формулу удачи
Смех не лечит раковых больных
Приливы и отливы вызывают сейсмические колебания
Нью-Йорк и Лос-Анджелес уйдут под воду к 2015-му году
Посмотреть весь форум

  • поиск статей на сайте
Введите фразу, слово или часть слова
Темы этого номера
Новая технология идентификации по трехмерной модели лица
Новая технология идентификации по трехмерной модели лица Новая технология идентификации по трехмерной модели лица
В австралийском Университете Гриффита создается новая технология идентификации по трехмерной модели лица
Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее
Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее
Подобный автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее, может стать реальностью
NEC разработала портативную систему для анализа ДНК
NEC разработала портативную систему для анализа ДНК NEC разработала портативную систему для анализа ДНК
Специалисты компании NEC разработали портативную систему для анализа ДНК
Первый в мире ксерокс-переводчик от Fuji Xerox
Первый в мире ксерокс-переводчик от Fuji Xerox Первый в мире ксерокс-переводчик от Fuji Xerox
Fuji Xerox разработала первую в мире копировальную машину-переводчика
Развитие стратосферного воздухоплавания
Развитие стратосферного воздухоплавания Развитие стратосферного воздухоплавания
Реализация концепции стратодирижаблей, насчитывающей без малого тридцать лет
НАСА дает прогнозы на ближайшие 50 лет
НАСА дает прогнозы на ближайшие 50 лет НАСА дает прогнозы на ближайшие 50 лет
Предстоящие 50 лет, по словам специалистов, станут эрой межпланетных путешествий и обнаружения внеземной жизни
Обнаружены "невидимые" галактики
Обнаружены "невидимые" галактики Обнаружены
Новый метод, разработанный немецкими учёными из Института астрофизики Макса Планка позволяет обнаружить галактики
NASA придумало обитаемый луноход для долгих походов
NASA придумало обитаемый луноход для долгих походов NASA придумало обитаемый луноход для долгих походов
NASA обнародовало концепцию обитаемого лунохода для длительных вылазок на поверхность Селены
Модели неизвестных планет
Модели неизвестных планет Модели неизвестных планет
Все очень долго переживали из-за того, что нам не дано предугадать
Найдена альтернатива эмбриональным стволовым клеткам
Найдена альтернатива эмбриональным стволовым клеткам Найдена альтернатива эмбриональным стволовым клеткам
Стволовые клетки, производящие сперматогенные клетки, могут потенциально производить клетки
Иглоукалывание облегчает боль в спине эффективнее лекарств
Иглоукалывание облегчает боль в спине эффективнее лекарств Иглоукалывание облегчает боль в спине эффективнее лекарств
Иглоукалывание помогает справиться с болью в нижнем отделе спины лучше, чем обычные средства
Около половины живых языков исчезнет к концу столетия
Около половины живых языков исчезнет к концу столетия Около половины живых языков исчезнет к концу столетия
Сегодня в мире говорят на 7 тыс. языках, и около половины из них могут исчезнуть в текущем столетии
"Мобиломания" в России
"Мобиломания" в России
Более 35% россиян не могут ни дня прожить без своего мобильного телефона
Пернатая урбанизация
Пернатая урбанизация Пернатая урбанизация
Птицы, живущие в крупных городах, превосходят своих сородичей, живущих на природе
Доисторическая рыба-крыса-альбинос случайно попала в руки ученых
Доисторическая рыба-крыса-альбинос случайно попала в руки ученых Доисторическая рыба-крыса-альбинос случайно попала в руки ученых
Когда несколько лет назад ученые обнаружили дожившую до наших дней доисторическую рыбу-крысу - Hydrolagus matallanasi
Перелетные птицы воспринимают магнитное поле Земли визуально
Перелетные птицы воспринимают магнитное поле Земли визуально Перелетные птицы воспринимают магнитное поле Земли визуально
Перелетные птицы воспринимают магнитное поле Земли именно визуально, а не каким-либо иным способом
Скотч, но не шотландец и не виски
Скотч, но не шотландец и не виски Скотч, но не шотландец и не виски
Английское слово "scotch", прежде всего, означает "шотландцы", "шотландский". Ещё так называют виски
Бомба в детской
Бомба в детской Бомба в детской
Некоторые игрушки, выпущенные даже известным производителем с безупречным реноме

 
  • Главные темы / архив
№082текущий номер Технологии
Биоклиматическое здание
    

    

    

    

    

 
  • Человек
  • Планета Земля
  • История изобретений
  • Чёрный ящик
  • Бомба в детскойБомба в детской
    Некоторые игрушки, выпущенные даже известным производителем с безупречным реноме
  • Воля случая
  • Технологии
  • Техника
  • Космос
035