Dzięki cząstkom z tlenku baru o wielkości zaledwie 10-100 nanometrów, naukowcom z Georgia Tech udało się przezwyciężyć największy problem tzw. ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem. Chodzi o technologię produkowania elektryczności bezpośrednio w wyniku spalania paliwa.
Takim paliwem może być wodór, ale mogą nim być również węglowodory, np. gaz ziemny, albo gaz koksowniczy uzyskiwany z węgla kamiennego. Wówczas jednak, drobiny węgla osadzają się na anodzie.
Żeby przezwyciężyć ten problem, naukowcy pokryli anodę specjalnym porowatym materiałem. Nanocząstki tlenku baru absorbują wodę i powodują oczyszczanie elektrody z węgla (przez jego utlenienie).
Wynalazcy testowali nowy rodzaj ogniwa przez sto godzin i zanieczyszczenia się nie pojawiły.
- To może się okazać najczystszą, najwydajniejszą i najtańszą metodą produkcji energii elektrycznej z węgla - mówi prof. Meilin Liu, autor pracy opublikowanej właśnie w "Nature Communications" .
Produktem spalania jest wprawdzie dwutlenek węgla, ale jest czysty i nie potrzebujący filtrowania, jak ma to miejsce w tradycyjnych elektrowniach.
Nowe ogniwo pracuje prawidłowo przy 700-750 st. C. To niewiele, jak na tę technologię. Jej podstawową wadą jest bowiem właśnie wysoka temperatura wymagana do pracy. Takie ogniwa pracują zwykle przy 850-1000 st. C, co wymaga specjalnych materiałów i ogranicza zastosowania takich urządzeń.
Tymczasem pracujące w niższej temperaturze ogniwa nadają się do budowy systemów hybrydowych. Połączenie takiego ogniwa z turbiną pozwoli przekształcić w elektryczność aż 80 procent energii uzyskanej z paliwa. W tradycyjnych elektrowniach cieplnych aż dwie trzecie wyzwalanej z paliwa energii chemicznej zwyczajnie się marnuje.
Czy nowa technologia potrzebuje wielu lat na wdrożenie? Naukowcy muszą jeszcze wielokrotnie powtórzyć testy i upewnić się, że zanieczyszczenia paliwa nie robią żadnych niespodzianek. Ale urządzenia produkujące ekologiczny i tani prąd z węgla lub gazu są na wyciągnięcie ręki.
- Sięgnęliśmy po najnowsze osiągnięcia w dziedzinie ogniw paliwowych i po prostu zmodyfikowaliśmy powierzchnię elektrody - wyjaśnia prof. Liu. - A skoro nasza elektroda jest oparta na istniejącej już technologii, bariery utrudniające jej wdrożenie w systemach zasilania będą nieduże.
