Tranziția către un viitor mai curat și mai durabil a pus o mare atenție pe găsirea de alternative la combustibilii fosili dăunători pentru mediu. Ca parte a acestui efort, cercetătorii de la Universitatea din Florida Centrală (UCF) au făcut o descoperire remarcabilă în tehnologia pilelor de combustibil cu etanol, informează AzoCleanTech.

Un rival cu pilele de combustibil convenționale

Această realizare revoluționară, care stabilește un nou record pentru densitatea puterii, nu numai că propulsează celulele de combustibil cu etanol în prim-planul opțiunilor de energie durabilă, dar le poziționează și ca concurenți formidabili ai combustibililor fosili și bateriilor pentru vehicule electrice.

Cercetările noastre permit celulelor de combustie cu etanol direct să concureze cu pilele de combustibil și bateriile cu hidrogen în diferite domenii ale energiei durabile, care nu au fost încă realizate înainte de invenția noastră.

Datorită naturii lor cu emisii scăzute, pilele de combustibil cu etanol sunt foarte promițătoare ca alternativă energetică mai curată. Ele oferă, de asemenea, avantajul suplimentar de a nu necesita încărcare, spre deosebire de bateriile vehiculelor electrice, făcându-le o soluție convingătoare pentru peisajul energetic durabil.

Descoperirile echipei au fost publicate recent în revistele Nature Communications și Joule.

Cercetarea noastră permite celulelor de combustie cu etanol direct să concureze cu pilele de combustibil și bateriile cu hidrogen în diferite domenii ale energiei durabile, care nu au fost încă realizate înainte de invenția noastră... este un bilanț energetic general pozitiv și o tehnologie cu emisii negative.

Yang Yang, profesor asociat, Nanoscience Technology Center, UCF, precizează:

”Printr-un design inovator de catalizator, echipa a reușit să prelungească durata de viață a pilelor de combustibil cu etanol și, în același timp, le-a sporit densitatea de putere la un nivel fără precedent. Această îmbunătățire dublă promite să remodeleze performanța și capacitățile acestor celule de combustibil în mai multe industrii.”

Eficiență revoluționară

În faza sa lichidă, etanolul este un biocombustibil curat, care este mult mai sigur și mai ușor de depozitat și transportat decât hidrogenul pur. În comparație cu tehnologia utilizată pentru a extrage hidrogenul din etanol și apoi a converti hidrogenul în electricitate, tehnologia UCF este capabilă să transforme direct etanolul în electricitate. Rezultatul final este o tehnologie cu emisii negative cu echilibru energetic pozitiv.

Rezultatele bat cu adevărat recordul prin îmbunătățirea performanței celulei de combustibil cu câteva ori în comparație cu catalizatorii comerciali.

Yang Yang, profesor asociat, Nanoscience Technology Center, UCF, afirmă:

”Mai mult, celulele de combustie cu etanol direct, spre deosebire de metodele convenționale de utilizare a etanolului, care implică procese de conversie și pierderi de energie, permit utilizarea imediată a etanolului ca combustibil. Prin transformarea directă a etanolului în energie electrică, echipa a obținut câștiguri remarcabile de eficiență, permițând transformarea sa fără probleme în energie, fără a fi nevoie de niciun fel de pași intermediari.”

Aceste implicații sunt de amploare, găsind aplicații potențiale în generarea de energie fără zgomot și propulsia vehiculelor.

Pasii urmatori

După succesul descoperirilor lor inițiale, Yang și echipa caută acum să îmbunătățească în continuare densitatea de putere a celulei de combustie înainte de a porni în călătoria către comercializarea pe scară largă.

Realizarea revoluționară a echipei de cercetare UCF în ceea ce privește densitatea puterii pilei de combustibil cu etanol este doar începutul. Cu o foaie de parcurs clară a următorilor pași strategici, inclusiv optimizare, integrare, colaborare și advocacy, echipa este pregătită să aducă pilele de combustibil cu etanol în prim-planul revoluției energetice durabile.

Prin abordarea provocărilor tehnice, promovarea conștientizării și promovarea parteneriatelor, echipa poate contribui în mod semnificativ la un viitor energetic mai curat și mai durabil, „accelerând dezvoltarea unei economii globale alimentată de cataliză curată și durabilă și tehnologie legată de energie”.

(Referințe și lecturi suplimentare:

Nina Ribeiro Oliveira, B. (2023) New ethanol fuel cell technology rivals fossil fuels and electric car batteries: University of Central Florida News, University of Central Florida News | UCF Today. Available at: https://www.ucf.edu/news/new-ethanol-fuel-cell-technology-rivals-fossil-fuels-and-electric-car-batteries/(Accessed: 10 August 2023).

Chang, J. et al. (2023) ‘Interface Synergism and engineering of PD/Co@N-C for Direct Ethanol fuel cells’, Nature Communications, 14(1). Available at: https://www.nature.com/articles/s41467-023-37011-z.

Chang, J., Wang, G., Li, C., et al. (2023) ‘Rational design of septenary high-entropy alloy for direct ethanol fuel cells’, Joule, 7(3), pp. 587–602. Available at: https://www.cell.com/joule/pdf/S2542-4351(23)00081-8.pdf)