Норвежцы удешевили дизельный генератор

Норвежская компания Nordic Power Systems разработала бесшумные дизельные генераторы на основе нового типа топливных элементов. Уже прошли первые испытания прототипа мощностью 250 Вт, сконструированного специально для норвежской армии. В настоящее время идет активная работа по доводке более мощного генератора мощностью 1,2 кВт.

Топливная ячейка, которую используют норвежцы, разработана американской компанией SAFCell совместно с учеными из Калифорнийского университета. От других аналогичных устройств она отличается прежде всего тем, что ключевые компоненты (такие как электролит) изготавливаются из относительно дешевых материалов. Разработчики нового генератора надеются, что его низкая стоимость позволит конкурировать с традиционными источниками энергии, особенно в нише систем резервного питания.

Два прототипа топливных элементов с ячейками SAFCell. Оба сделаны из 10 соединенных топливных ячеек. Маленький длиной чуть менее 8 см генерирует мощность 30 Вт, больший - 200 Вт.

Принцип работы топливной ячейки заключается в производстве водорода из дизельного топлива в ходе процесса называемого риформинг, когда топливо нагревается, но не сгорает, а испаряется и смешивается с воздухом. Затем образовавшийся водород подается в топливный элемент, где он производит электричество. В отличие от топливных элементов, которые в настоящее время, например, испытываются в автомобилях, ячейки SAFCell способны работать на топливе с большим количеством примесей, таких как окись углерода. К тому же при массовом производстве они дешевле, чем высокотемпературные твердооксидные топливные элементы, поскольку работают при более низких температурах и не требуют дорогостоящих термостойких материалов.

Топливные элементы впервые были изготовлены в лаборатории 10 лет назад, но считаются неперспективными для промышленных топливных элементов, поскольку они разрушаются водой, которая образуется, как побочный продукт реакции.

Для решения этой проблемы применяют два типа топливных элементов: с полимерной электролитной мембраной (PEMFC) и твердооксидные. Топливные элементы первого типа используют автомобильные компании. PEMFC работают при низких температурах (90°C), однако при этом окись углерода собирается на катализаторе и мешает течению реакции. Это требует применения очищенного водородного топлива, которое пока недоступно широкому кругу потребителей. Твердооксидные топливные элементы могут работать при более высоких температурах (800 - 1000°C) и окись углерода не является для них проблемой, кроме того, водяной пар не разрушает топливный элемент. Однако столь высокие температуры требуют термостойких материалов и дороги в производстве.

Топливные ячейки, которые применили в своем генераторе норвежцы, работают при средней температуре (250°C) и питаются водородом, произведенном непосредственно в самом устройстве из относительно загрязненных природного газа и дизельного топлива, которые гораздо более доступны, чем водород. Также, благодаря новой технологии осаждения, в катализаторе новой топливной ячейки применяется намного меньше платины, что позволяет оценить стоимость новой системы в одну десятую от стоимости современных топливных ячеек. Если же наладить переработку выработавших ресурс топливных элементов, то стоимость электричества для нового генератора сократится до 1000 долл. за кВт. Этого достаточно для массового коммерческого применения.