Новый водородный автобус Toyota может работать и как внешний источник питания


Автобус Toyota на водородных топливных элементах
Автобус Toyota на водородных топливных элементах.

На днях компания Toyota объявила, что начнёт в следующем году, в преддверии летних Олимпийских игр в Токио 2020 года, продажи автобусов, работающих на водородных топливных элементах. Эта новость сама по себе может и не так уж интересна — во многих городах по всему миру имеются автопарки водородных автобусов — но у этого автобуса есть замечательная особенность: в чрезвычайной ситуации он может также работать в качестве мощного внешнего источника питания. (далее…)

Учёные поместили бактериальный фермент внутрь вирусной оболочки, создав «нанореактор» для производства топлива


P22-Hyd в представлении художника
P22-Hyd в представлении художника.

Исследователям из Университета Индианы удалось создать биоматериал, способный катализировать реакции с получением водорода. Это открытие — большой шаг на пути к созданию дешёвых эффективных автомобилей, которые смогут работать, по сути, на воде: H2O в их топливных элементах будет расщепляться на кислород и водород, и последний — использоваться в качестве топлива.

Поместив модифицированный фермент бактерии Escherichia coli в капсид (защитную оболочку) вируса-бактериофага Enterobacteria phage P22, учёные смогли повысить его изначальную эффективность в 150 раз по сравнению с исходным состоянием.

Подробности исследования были опубликованы в журнале Nature Chemistry. (далее…)

Водородный топливный элемент для смартфона


Смартфон
Прототип смартфона с водородным топливным элементом заправляется через гнездо наушников. Предполагается, что серийные модели будут иметь гнездо для сменных картриджей.

Британская технологическая компания Intelligent Energy создала прототип смартфона, работающего на водородном топливном элементе. Длительность работы устройства с таким питанием составляет порядка недели на одной заправке.

Основой прототипа послужил Apple iPhone 6, в корпус которого было добавлено оборудование, превращающее в электричество энергию реакции водорода с кислородом. Штатный аккумулятор остался на своём месте. Внешний вид телефона почти не изменился — появилось лишь небольшое отверстие для выхода водяного пара, образующегося в ходе реакции.

Генри Винанд (Henri Winand), исполнительный директор Intelligent Energy, комментируя разработку, сказал: «Нам удалось создать миниатюрный топливный элемент, мы можем установить его на уже существующее шасси, без переделок, сохранив аккумуляторную батарею. Это большой шаг, потому что если вы предлагаете новую технологию, вы должны дать людям то, что они примут».

Следующий этап работы над новым топливным элементом — разработка сменного картриджа для заправки телефона. Представители компании считают, что технология будет готова для коммерческого внедрения уже через два года.

Открыта бактерия-экстремофил, производящая водород


Melanie  Mormile/
Микробиолог Мелани Мормайл.

Исследователи из Миссурийского университета науки и технологий (США) открыли бактерию-экстремофила, которая в процессе жизнедеятельности выделяет водород. Открытие может способствовать развитию водородной энергетики.

Профессор биологии Мелани Мормайл (Melanie Mormile) и её команда обнаружили бактерию Halanaerobium hydrogeninformans в озере Соап Лейк (Soap Lake), находящемся в штате Вашингтон. Она может производить водород в экстремальных условиях: озеро Соап Лейк щелочное и солёное.

«Я занимаюсь изучением общей микробной экологии в экстремальных условиях, но эта отдельная бактерия привлекла моё внимание, — говорит Мормайл. — Я намерена изучить её во всех подробностях».

Мормайл, специалист в области микробной экологии в экстремальных условиях, не искала именно бактерию, которая может производить водород. Её интересовали микроорганизмы, которые могут помочь очистить окружающую среду, и, как она считала, экстремофилы озера Соап Лейк могут быть полезны в этой сфере. Экстремофилы — это микроорганизмы, которые живут и размножаются в экстремальных условиях — при высокой температуре, кислотности, в щелочных средах, концентрированных соляных растворах и растворах с высокой концентрацией осмотически активных веществ, а также при сверхвысоком (для большинства известных живых существ) давлении. (далее…)

Графеновые плёнки можно использовать для дешёвого получения водорода из воздуха


Андрей Гейм
Андрей Гейм.

Очередное применение графену нашли физики Университета Манчестера. С помощью этого материала учёным удалось наладить фильтрацию водорода из атмосферы. Для этого требуется умеренно высокая температура и небольшое напряжение.

Графен и ранее изучался как потенциально эффективный материал для фильтрации, при условии, что в нём получится создать отверстия, через которые проходили бы молекулы определённого размера. При этом собственно графеновый лист в естественных условиях является практически идеальным изолятором для газов и жидкостей. Даже атомарный водород, обладающий минимальными размерами среди атомов и молекул, не может проникнуть сквозь электронную оболочку графена.

Группа учёных во главе с Андреем Геймом — который вместе с Константином Новосёловым открыл графен в 2004 году — обнаружила, что при довольно мягких условиях графен проницаем для протонов, то есть ионов водорода. При нагревании всего лишь до 250 °C удельное сопротивление графенового монослоя падает до 0,001 Ом·см²1. Поскольку в атмосфере всегда присутствуют свободные протоны, добывать водород из воздуха можно практически бесплатно. (далее…)

Катализатор для водородных топливных элементов можно приготовить в микроволновке


Схема процесса восстановления кислорода
Схема процесса восстановления кислорода с участием нового сплава. Островки палладия (жёлтые) внедрены в вольфрам (голубой). Красные шары — атомы кислорода, белые — водорода.

Разработанный в Швеции наноматериал может сделать топливные элементы более доступными. Будучи таким же эффективным катализатором, как традиционные катализаторы на основе платины, он в 40 раз дешевле. Создатели утверждают, что изготовить этот материал можно в обычной микроволновке.

Процесс восстановления кислорода — ключевая реакция в водородных топливных элементах  — проходит при участии катализатора. В современных элементах таким катализатором выступает платина и её сплавы, что негативно влияет на стоимость. В поисках замены для платины учёные из Университета Умео создали уникальный сплав вольфрама и палладия, в котором атомы палладия вкраплены в наночастицы из вольфрама. (далее…)

Производство водородного топлива стало эффективнее и дешевле


Фотоэлемент на основе перовскита
Фотоэлемент на основе перовскита.

Очередной шаг сделан на пути отказа от углеводородной энергетики. Швейцарские учёные продемонстрировали методику получения водородного топлива из солнечной энергии, обеспечивающую наибольший на сегодняшний день КПД — 12,3%. Этого результата удалось достичь благодаря использованию фотоэлементов из минерала перовскита.

Установка, созданная в Федеральной политехнической школе Лозанны под руководством Михаэля Гретцеля (Michael Grätzel), разлагает воду на кислород и водород, используя энергию Солнца. В ней применены два фотоэлемента из перовскита — перспективного минерала, с которым связывают будущее мировой энергетики. (далее…)