Алкогольные топливные элементы для электромобилей как альтернатива литий-ионным аккумуляторам
Несколько участников независимо друг от друга предложили (в той или иной форме) это обсуждение, и вопрос, видимо, достиг точки актуальности. Итак:Что мы знаем о литий-ионном аккумуляторе:
- Его энергоемкость около 0.9 МДж/кг
- Он очень дорогостоящий
- Он пожароопасный
- Его компоненты токсичны, так что не очень понятно, как его утилизировать
Что мы знаем об алкоголе (он же этиловый спирт или этанол):
- Его энергоемкость (удельная теплота сгорания) 30 МДж/кг
- Бак для этанола. понятно, очень дешевый
- Цена производства этанола как энергоносителя (в долларах за МДж запасенной энергии) при технологичных методах сопоставима с рыночной ценой электрогенерации.
- Этанол при добавлении воды не пожароопасный
- Этанол нетоксичен
Еще одна практически важная сравнительная деталь.
- Электромобили с литий-ионными аккумуляторами требуют новой инфраструктуры зарядных станций (заряжать их от бытовой электросети в принципе можно, то сейчас все больше домоуправлений запрещают это по вполне понятным причинам лимитов потребляемой мощности)
- Электромобили на этаноле могут заправляться с использованием существующей инфраструктуры АЗС (а дом их можно заправлять просто из канистры, заливая раствор этанола в бак)
О преимуществах этанола, как топлива для ДВС уже рассказывалось тут:
Слишком простое и дешевое возобновляемое топливо, ненавидимое "спасителями климата"
https://alex-rozoff.livejournal.com/171762.html
А сейчас отметим преимущества этанола, как энергоносителя для топливных элементов
С теорией и экспериментальной лабораторной практикой по теме можно ознакомиться тут:
ВЫРАБОТКА ЭНЕРГИИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРЯМОГО ОКИСЛЕНИЯ СПИРТОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ С
РАЗЛИЧНОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ЭТАНОЛА
https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/74792/1/ersps_2018_170.pdf
Химически работа алкогольного топливного элемента формулируется так:
Анод: С2Н5ОН + 12ОН− → 2СО2 + 9Н2О
Катод: 3О2 + 6Н2О + 12− → 12ОН−
В общем смысле это то же самое окисление (сгорание) что в ДВС, но в отличие от схемы ДВС+электрогенератор, тут энергия сгорания преобразуется в электроэнергию непосредственно, с КПД до 80%
В работе по ссылке приведены даные лабораторных проверок топливных элементах на растворе этанола в воде с концентрациями: 5% 10% и 15%
5% это концентрация в обыкновенной браге, легко получаемой из любых биологических отходов.
Еще одна характеристика: энергоемкость такой браги 1.5 МДж/кг
Т.е. в полтора раза выше, чем у литий-ионного аккумулятора
..Такие дела...
https://alex-rozoff.livejournal.com/448422.html
