Integreret brintlager til brændselscellebiler

Der er en drivkraft for at fortrænge fossile brændstoffer i elproduktion og transport med bæredygtige alternativer. En tilgang, der er blevet diskuteret i løbet af de sidste par årtier, er en fremtidig nul-kulstof, brintøkonomi, hvor hydrogen dannes fra vedvarende energikilder og bruges til at fodre brændselsceller i biler. Brændselsceller er i det væsentlige elektriske batterier, der kontinuerligt kan tilføres kemisk energi for at generere elektricitet. Desværre, hydrogengas er et farligt stof, og derfor har sikker opbevaring i en brændstoftank i et sådant køretøj været en vejspærring for fremskridt på dette område.

Nu, Saumen Dutta og Sri Harshith Dosapati fra Vellore Institute of Technology ved VIT University, i Tamil Nadu, Indien, har diskuteret, hvordan brintlagring kan integreres i selve køretøjets brændselscelle. Skriver ind Fremskridt inden for industriel økologi - et internationalt tidsskrift , teamet forklarer, hvordan skift til vedvarende nu er af afgørende betydning i betragtning af kulstofemissioner og deres indvirkning på klimaet samt sandsynligheden for, at fossile brændstofkilder bliver mere og mere knappe eller utilgængelige af geologiske og politiske årsager.

Teamets arbejde fokuserer på carbon nanorør som en opbevaringsmulighed for brint i modsætning til blot at presse gassen, hvilket medfører risiko for eksplosion. Carbon nanorør ville give et stort overfladeareal inden for et lille volumen, hvortil brintmolekyler ville blive adsorberet til en meget mere stabil form end gas under tryk. De skriver, at de har opnået optagelse på et niveau på lidt over 1,14 vægtprocent ved 50 megapascal tryk ved den relativt milde temperatur på 283 Kelvin, nominelt cirka 10 grader over stuetemperatur. Holdet brugte germanium-dopede carbon nanorør for at opnå dette.

De koblede derefter dette lagersystem til en brændselscelle og kunne påvise en konstant strømningshastighed af hydrogen ind i brændselscellen. Cellen kunne forbruge denne kemiske energikilde og støt udvikle mere end 10 kilowatt strøm.

I et arbejdende køretøj, teamet forklarer, at lette kompositmaterialer kunne bruges til at indeholde det dopede nanorørpulver i kulstof og for at sikre, at trykket opretholdes for at lette opbevaring. Noget af den genererede effekt ville være påkrævet for at opretholde indholdet af den integrerede brændstoftank ved den nødvendige opbevaringstemperatur på 283 Kelvin. Naturligvis, i varmere klimaer ville dette kræve en langt mindre andel af brændselscelleeffekten, end det ville være nødvendigt, når man kørte i kulden. Optimering af syntetiske og fremstillingsprocedurer for en sådan opbevaringsmetode ville bringe det tættere på økonomisk levedygtighed.