Pe măsură ce progresați prin Horizon: Zero Dawn, este posibil să fi dat din greșeală de așa-numitele „pile de combustie”, care apar în articolele speciale de inventar. Dar pentru ce sunt și cui să le vândă? De fapt, nimeni nu trebuie să le vândă. Pilele de combustie sunt necesare pentru a activa intrarea în armura antică, care conține cea mai bună armură din joc. Deci, haideți să vorbim despre unde să căutați elemente și despre cum să intrați în arsenalul antic:
Deci, după ce a primit sarcina „Limita maestrului”, Aloy trebuie să meargă la nordul hărții, la ruinele unei civilizații antice.
Cea mai mare parte a misiunii va avea loc în interiorul clădirii, unde va trebui să alergăm prin coridoare dificile și să urcăm în vârf de-a lungul puțurilor de lift. Aici pur și simplu mergem pe calea pe care ni-l oferă jocul exact până când Aloy iese. În complot, va trebui să studiem dispozitivul ingenios, dar vom aștepta puțin.
Este mai bine să acordați atenție turlei înalte, pe care puteți vedea elemente galbene pe care Aloy le poate urca.
Urcăm până în vârf, unde o pilă de combustibil prețioasă ne va aștepta pe o platformă mică.
Va trebui să coborâți folosind o frânghie atașată de platformă. Și apoi vă puteți deplasa în siguranță de-a lungul complotului până la sarcina „Comoara morții”.
După ce am primit sarcina, mergem la ruinele GAIA Prime. Ne îndreptăm cu îndrăzneală în direcția în care ne conduce jocul până ajungem în acest loc:
Nici să nu te gândești să sari jos de pe raza asta! Aici trebuie să facem stânga. Acolo vom vedea o mică depresiune în stâncă, unde trebuie să mergem.
În ultima vreme, subiectul pilelor de combustibil a fost pe buzele tuturor. Și acest lucru nu este surprinzător; odată cu apariția acestei tehnologii în lumea electronică, a găsit o nouă naștere. Liderii mondiali în domeniul microelectronicii se întrec pentru a prezenta prototipuri ale viitoarelor lor produse, care vor integra propriile minicentrale electrice. Acest lucru ar trebui, pe de o parte, să slăbească conexiunea dispozitivelor mobile la „priză” și, pe de altă parte, să prelungească durata de viață a acestora. durata de viata a bateriei.
În plus, unii dintre ei funcționează pe bază de etanol, astfel încât dezvoltarea acestor tehnologii este de beneficiu direct pentru producătorii de băuturi alcoolice - după o duzină de ani, cozi de „specialiști IT” se vor alinia la cramă, reprezentând următoarea „doză” pentru laptopul lor.
Nu putem sta departe de „febra” pilei de combustibil care a cuprins industria Hi-Tech și vom încerca să ne dăm seama ce fel de fiară este această tehnologie, cu ce se mănâncă și când ne putem aștepta să ajungă în „catering public”. În acest material ne vom uita la calea parcursă de celulele de combustie de la descoperirea acestei tehnologii până la astăzi. Vom încerca, de asemenea, să evaluăm perspectivele de implementare și dezvoltare a acestora în viitor.
Cum a fost
Principiul unei celule de combustibil a fost descris pentru prima dată în 1838 de Christian Friedrich Schonbein, iar un an mai târziu, Philosophical Journal a publicat articolul său pe această temă. Cu toate acestea, acestea au fost doar studii teoretice. Prima celulă de combustibil funcțională a fost produsă în 1843 în laboratorul savantului galez Sir William Robert Grove. La crearea acestuia, inventatorul a folosit materiale similare cu cele folosite în bateriile moderne cu acid fosforic. Celula de combustibil a lui Sir Grove a fost ulterior îmbunătățită de W. Thomas Grub. În 1955, acest chimist, care lucra pentru legendara companie General Electric, a folosit o membrană schimbătoare de ioni din polistiren sulfonat ca electrolit într-o pilă de combustibil. Doar trei ani mai târziu, colegul său Leonard Niedrach a propus o tehnologie de plasare a platinei pe o membrană, care a acționat ca un catalizator în procesul de oxidare a hidrogenului și de absorbție a oxigenului.
„Părintele” celulelor de combustibil Christian Schönbein
Aceste principii au stat la baza unei noi generații de celule de combustibil, numite celule Grub-Nidrach după creatorii lor. General Electric a continuat dezvoltarea în această direcție, în cadrul căreia, cu asistența NASA și a gigantului aviației McDonnell Aircraft, a fost creată prima pilă de combustibil comercială. Noua tehnologie a atras atenția în străinătate. Și deja în 1959, britanicul Francis Thomas Bacon a introdus o pilă de combustibil staționară cu o putere de 5 kW. Dezvoltarile sale brevetate au fost ulterior licențiate de americani și utilizate în navele spațiale NASA în sistemele de alimentare și de alimentare. bând apă. În același an, americanul Harry Ihrig a construit primul tractor cu celule de combustibil (putere totală 15 kW). Hidroxidul de potasiu a fost folosit ca electrolit în baterii, iar hidrogenul comprimat și oxigenul au fost folosite ca reactivi.
Pentru prima dată, producția de pile de combustie staționare în scop comercial a fost lansată de compania UTC Power, care a oferit sisteme de alimentare de rezervă pentru spitale, universități și centre de afaceri. Această companie, lider mondial în acest domeniu, produce în continuare soluții similare cu o putere de până la 200 kW. Este, de asemenea, principalul furnizor de celule de combustie pentru NASA. Produsele sale au fost utilizate pe scară largă în timpul programul spațial Apollo și este încă solicitat ca parte a programului navetei spațiale. UTC Power oferă, de asemenea, celule de combustie „marfă”, care sunt utilizate pe scară largă în Vehicul Oh. Ea a fost prima care a creat o celulă de combustibil care face posibilă generarea de curent la temperaturi sub zero prin utilizarea unei membrane de schimb de protoni.
Cum functioneaza
Cercetătorii au experimentat cu diferite substanțe ca reactivi. Cu toate acestea, principiile de bază ale funcționării pilelor de combustibil, în ciuda caracteristicilor operaționale semnificativ diferite, rămân neschimbate. Orice celulă de combustibil este un dispozitiv pentru conversia energiei electrochimice. Produce electricitate dintr-o anumită cantitate de combustibil (pe partea anodului) și un oxidant (pe partea catodului). Reacția are loc în prezența unui electrolit (o substanță care conține ioni liberi și se comportă ca un mediu conductiv electric). În principiu, în orice astfel de dispozitiv există anumiți reactivi care intră în el și produșii lor de reacție, care sunt îndepărtați după ce a avut loc reacția electrochimică. Electrolitul in în acest caz, servește doar ca mediu pentru interacțiunea reactivilor și nu se modifică în celula de combustie. Pe baza acestei scheme, o celulă de combustibil ideală ar trebui să funcționeze atâta timp cât există o aprovizionare de substanțe necesare reacției.
Aici pilele de combustibil nu trebuie confundate cu bateriile convenționale. În primul caz, pentru a produce energie electrică, se consumă un anumit „combustibil”, care ulterior trebuie alimentat din nou. În cazul celulelor galvanice, electricitatea este stocată într-un sistem chimic închis. În cazul bateriilor, aplicarea curentului permite să apară reacții electrochimice inverse și readucerea reactanților la starea lor inițială (adică încărcarea acesteia). Sunt posibile diferite combinații de combustibil și oxidant. De exemplu, o pilă de combustibil cu hidrogen folosește hidrogen și oxigen (un oxidant) ca reactanți. Hidrocarbonații și alcoolii sunt adesea folosiți ca combustibil, iar aerul, clorul și dioxidul de clor acționează ca oxidanți.
Reacția de cataliză care are loc într-o pilă de combustibil scoate electronii și protonii din combustibil, iar electronii în mișcare formează un curent electric. Platina sau aliajele sale sunt de obicei folosite ca catalizator care accelerează reacția în celulele de combustie. Un alt proces catalitic returnează electronii, combinându-i cu protoni și un agent oxidant, rezultând produse de reacție (emisii). De obicei, aceste emisii sunt substanțe simple: apă și dioxid de carbon.
Într-o celulă de combustibil tradițională cu membrană schimbătoare de protoni (PEMFC), o membrană polimerică conducătoare de protoni separă părțile anodului și catodului. Din partea catodului, hidrogenul difuzează către catalizatorul anod, unde electronii și protonii sunt ulterior eliberați din acesta. Protonii trec apoi prin membrană către catod, iar electronii care nu pot urma protonii (membrana este izolată electric) sunt direcționați prin circuitul de sarcină extern (sistemul de alimentare). Pe partea catalizatorului catod, oxigenul reacționează cu protonii care trec prin membrană și electronii care intră prin circuitul de sarcină extern. Această reacție produce apă (sub formă de abur sau lichid). De exemplu, produsele de reacție din celulele de combustie care utilizează combustibili cu hidrocarburi (metanol, motorină) sunt apa și dioxidul de carbon.
Pilele de combustie de aproape toate tipurile suferă de pierderi electrice, cauzate atât de rezistența naturală a contactelor și elementelor celulei de combustie, cât și de supratensiune electrică (energia suplimentară necesară pentru realizarea reacției inițiale). În unele cazuri, nu este posibil să se evite complet aceste pierderi și uneori „jocul nu merită lumânarea”, dar cel mai adesea pot fi reduse la un minim acceptabil. O optiune de rezolvare a acestei probleme este folosirea unor seturi ale acestor dispozitive, in care celulele de combustibil, in functie de cerintele sistemului de alimentare cu energie electrica, pot fi conectate in paralel (curent mai mare) sau in serie (tensiune mai mare).
Tipuri de celule de combustibil
Există o mulțime de tipuri de celule de combustie, dar vom încerca să le discutăm pe scurt pe cele mai comune.
Pile de combustie alcaline (AFC)
Pilele de combustibil alcaline sau alcaline, numite și celule Bacon după „tatăl lor” britanic, sunt una dintre cele mai bine dezvoltate tehnologii de celule de combustibil. Aceste dispozitive l-au ajutat pe om să pună piciorul pe Lună. În general, NASA a folosit celule de combustie de acest tip încă de la mijlocul anilor '60 ai secolului trecut. AFC consumă hidrogen și oxigen pur, producând apă potabilă, căldură și electricitate. În mare parte datorită faptului că această tehnologie este bine dezvoltată, are unul dintre cei mai înalți indicatori de eficiență dintre sistemele similare (potențial aproximativ 70%).
Cu toate acestea, această tehnologie are și dezavantajele ei. Datorită specificului utilizării unei substanțe alcaline lichide ca electrolit, care nu blochează dioxidul de carbon, este posibil ca hidroxidul de potasiu (una dintre opțiunile pentru electrolitul utilizat) să reacționeze cu această componentă a aerului obișnuit. Rezultatul poate fi un compus toxic numit carbonat de potasiu. Pentru a evita acest lucru, este necesar să folosiți fie oxigen pur, fie să purificați aerul de dioxid de carbon. Desigur, acest lucru afectează costul unor astfel de dispozitive. Chiar și așa, AFC-urile sunt cele mai ieftine pile de combustibil disponibile astăzi pentru a fi produse.
Pile de combustibil cu borohidrură directă (DBFC)
Acest subtip de pile de combustie alcaline folosește ca combustibil borohidrură de sodiu. Cu toate acestea, spre deosebire de AFC convenționale pe bază de hidrogen, această tehnologie are un avantaj semnificativ - nu există niciun risc de a produce compuși toxici după contactul cu dioxidul de carbon. Cu toate acestea, produsul reacției sale este substanța borax, utilizată pe scară largă în detergentiși săpun. Boraxul este relativ netoxic.
DBFC-urile pot fi produse chiar și mai ieftine decât celulele de combustie tradiționale, deoarece nu necesită catalizatori scumpi de platină. În plus, au o densitate energetică mai mare. Se estimează că costă 50 de dolari să produci un kilogram de borohidrură de sodiu, dar dacă îl organizezi productie in masași organizați procesarea boraxului, apoi această bară poate fi redusă de 50 de ori.
Pile de combustie cu hidruri metalice (MHFC)
Această subclasă de celule de combustibil alcaline este în prezent studiată activ. O caracteristică specială a acestor dispozitive este capacitatea de a stoca chimic hidrogenul în interiorul celulei de combustie. Celula de combustibil cu borohidrură directă are aceeași capacitate, dar spre deosebire de aceasta, MHFC este umplut cu hidrogen pur.
Printre caracteristicile distinctive ale acestor celule de combustibil se numără următoarele:
În ciuda faptului că multe companii lucrează la crearea de MHFC în masă, eficiența prototipurilor nu este suficient de mare în comparație cu tehnologiile concurente. Una dintre cele mai bune densități de curent pentru aceste celule de combustibil este de 250 de miliamperi pe centimetru pătrat, în timp ce celulele de combustibil PEMFC convenționale oferă o densitate de curent de 1 amperi pe centimetru pătrat.
Pile de combustibil electro-galvanice (EGFC)
Reacția chimică în EGFC implică hidroxid de potasiu și oxigen. Acest lucru creează un curent electric între anodul de plumb și catodul placat cu aur. Tensiunea produsă de o pilă de combustie electro-galvanică este direct proporțională cu cantitatea de oxigen. Această caracteristică a permis EGFC-urilor să găsească o utilizare pe scară largă ca dispozitive de testare a concentrației de oxigen în echipamentele de scuba și echipamentele medicale. Dar tocmai din cauza acestei dependențe, pilele de combustie cu hidroxid de potasiu au foarte perioadă limitată munca eficienta(în timp ce concentrația de oxigen este mare).
Primele dispozitive certificate pentru verificarea concentrației de oxigen la EGFC au devenit disponibile pe scară largă în 2005, dar nu au câștigat prea multă popularitate atunci. Lansat doi ani mai târziu, un model modificat semnificativ a avut mult mai mult succes și chiar a primit un premiu pentru „inovație” la o expoziție specializată de scufundări din Florida. Ele sunt utilizate în prezent de organizații precum NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) și DDRC (Diving Diseases Research Center).
Pile de combustibil cu acid formic direct (DFAFC)
Aceste pile de combustibil sunt un subtip de dispozitive PEMFC cu injecție directă de acid formic. Mulțumită dvs caracteristici specifice aceste celule de combustibil au șanse mari de a deveni principalul mijloc de alimentare a electronicelor portabile, cum ar fi laptopurile, în viitor, Celulare etc.
La fel ca metanolul, acidul formic este introdus direct în celula de combustie fără o etapă specială de purificare. Depozitarea acestei substanțe este, de asemenea, mult mai sigură decât, de exemplu, hidrogenul și nu necesită condiții specifice de depozitare: acidul formic este un lichid la temperatură normală. Mai mult, această tehnologie are două avantaje incontestabile față de celulele de combustie cu metanol direct. În primul rând, spre deosebire de metanol, acidul formic nu se scurge prin membrană. Prin urmare, eficiența DFAFC ar trebui, prin definiție, să fie mai mare. În al doilea rând, în cazul depresurizării, acidul formic nu este atât de periculos (metanolul poate provoca orbire, iar în doze mari, moartea).
Interesant este că până de curând, mulți oameni de știință nu au considerat această tehnologie ca având un viitor practic. Motivul care i-a determinat pe cercetători să „oprească acidul formic” timp de mulți ani a fost supratensiunea electrochimică mare, care a dus la pierderi electrice semnificative. Dar experimentele recente au arătat că motivul acestei ineficiențe a fost utilizarea platinei ca catalizator, care a fost în mod tradițional utilizat pe scară largă în acest scop în celulele de combustie. După ce oamenii de știință de la Universitatea din Illinois au efectuat o serie de experimente cu alte materiale, s-a constatat că atunci când se folosește paladiu ca catalizator, performanța DFAFC a fost mai mare decât cea a pilelor de combustibil cu metanol pur echivalent. În prezent, drepturile asupra acestei tehnologii sunt deținute de compania americană Tekion, care oferă linia sa de produse Formira Power Pack pentru dispozitive microelectronice. Acest sistem este un „duplex” format din baterieși pila de combustibil în sine. După ce cantitatea de reactivi din cartuşul care încarcă bateria se epuizează, utilizatorul pur şi simplu îl înlocuieşte cu unul nou. Astfel, devine complet independent de „priză”. Conform promisiunilor producătorului, timpul dintre încărcări se va dubla, în ciuda faptului că tehnologia va costa doar cu 10-15% mai mult decât bateriile convenționale. Singurul obstacol major în calea acestei tehnologii poate fi faptul că compania o susține mediocru iar concurenții îl pot copleși pur și simplu la o scară mai mare, prezentându-și tehnologiile, care pot fi chiar inferioare DFAFC într-o serie de parametri.
Pile de combustie cu metanol direct (DMFC)
Aceste celule de combustibil sunt un subset de dispozitive cu membrană de schimb de protoni. Ei folosesc metanol, care este umplut în celula de combustibil fără curatenie suplimentara. Cu toate acestea, alcoolul metilic este mult mai ușor de depozitat și nu este exploziv (deși este inflamabil și poate provoca orbire). În același timp, metanolul are o capacitate energetică semnificativ mai mare decât hidrogenul comprimat.
Cu toate acestea, datorită capacității metanolului de a se scurge prin membrană, eficiența DMFC la volume mari de combustibil este scăzută. Și deși din acest motiv nu sunt potrivite pentru transport și instalații mari, aceste dispozitive sunt excelente ca baterii de schimb pentru dispozitivele mobile.
Pile de combustie cu metanol tratat (RMFC)
Pilele de combustibil cu metanol procesat diferă de DMFC doar prin aceea că transformă metanolul în hidrogen și dioxid de carbon înainte de a genera electricitate. Acest lucru se întâmplă în dispozitiv special numit procesor de combustibil. După această etapă preliminară (reacția se desfășoară la temperaturi peste 250°C), hidrogenul suferă o reacție de oxidare, care are ca rezultat formarea apei și generarea de energie electrică.
Utilizarea metanolului în RMFC se datorează faptului că este un purtător natural de hidrogen, iar la o temperatură suficient de scăzută (în comparație cu alte substanțe) se poate descompune în hidrogen și dioxid de carbon. Prin urmare, această tehnologie este mai avansată decât DMFC. Pilele de combustie cu metanol tratate permit o mai mare eficiență, compactitate și funcționare sub zero.
Pile de combustibil cu etanol direct (DEFC)
Un alt reprezentant al clasei de celule de combustibil cu o rețea de schimb de protoni. După cum sugerează și numele, etanolul intră în celula de combustie fără a suferi o purificare suplimentară sau descompunere în substanțe mai simple. Primul avantaj al acestor dispozitive este utilizarea Alcool etilicîn loc de metanol toxic. Aceasta înseamnă că nu trebuie să investiți mulți bani în dezvoltarea acestui combustibil.
Densitatea energetică a alcoolului este cu aproximativ 30% mai mare decât cea a metanolului. În plus, poate fi obținut în cantități mari din biomasă. Pentru a reduce costul pilelor de combustibil cu etanol, se urmărește în mod activ căutarea unui material catalizator alternativ. Platina, folosită în mod tradițional în celulele de combustie în aceste scopuri, este prea scumpă și reprezintă un obstacol semnificativ în calea adoptării în masă a acestor tehnologii. O soluție la această problemă ar putea fi catalizatorii fabricați dintr-un amestec de fier, cupru și nichel, care demonstrează rezultate impresionante în sistemele experimentale.
Pile de combustie cu zinc și aer (ZAFC)
ZAFC folosește oxidarea zincului cu oxigenul din aer pentru a produce energie electrică. Aceste pile de combustibil sunt ieftine de produs și oferă suficiente densitate mare energie. Ele sunt utilizate în prezent în aparatele auditive și în mașinile electrice experimentale.
Pe partea anodică există un amestec de particule de zinc cu un electrolit, iar pe partea catodică există apă și oxigen din aer, care reacționează între ele și formează hidroxil (molecula sa este un atom de oxigen și un atom de hidrogen, între care există o legătură covalentă). Ca rezultat al reacției hidroxilului cu amestecul de zinc, sunt eliberați electroni care merg la catod. Tensiunea maximă produsă de astfel de celule de combustibil este de 1,65 V, dar, de regulă, aceasta este redusă artificial la 1,4–1,35 V, limitând accesul aerului la sistem. Produșii finali ai acestei reacții electrochimice sunt oxidul de zinc și apa.
Este posibilă utilizarea acestei tehnologii atât în baterii (fără reîncărcare), cât și în celulele de combustie. În acest din urmă caz, camera de pe partea anodului este curățată și umplută din nou cu pastă de zinc. În general, tehnologia ZAFC s-a dovedit a fi o baterie simplă și fiabilă. Avantajul lor incontestabil este capacitatea de a controla reacția doar prin reglarea alimentării cu aer a celulei de combustie. Mulți cercetători consideră pilele de combustie zinc-aer ca viitoarea sursă principală de energie pentru vehiculele electrice.
Pile de combustibil microbiene (MFC)
Ideea de a folosi bacterii în beneficiul umanității nu este nouă, deși implementarea acestor idei s-a concretizat abia recent. În prezent, problema utilizării comerciale a biotehnologiilor pentru producție este studiată activ. diverse produse(de exemplu, producția de hidrogen din biomasă), neutralizarea substanțelor nocive și generarea de energie electrică. Pilele de combustibil microbiene, numite și celule de combustibil biologice, sunt un sistem electrochimic biologic care produce curent electric prin utilizarea bacteriilor. Aceasta tehnologie se bazeaza pe catabolismul (descompunerea unei molecule complexe intr-una mai simpla cu eliberare de energie) a unor substante precum glucoza, acetatul (sarea acidului acetic), butiratul (sarea butirat) sau apa reziduala. Datorită oxidării lor, sunt eliberați electroni, care sunt transferați la anod, după care curentul electric generat trece prin conductor către catod.
Astfel de celule de combustibil folosesc de obicei mediatori care îmbunătățesc fluxul de electroni. Problema este că substanțele care joacă rolul de mediatori sunt scumpe și toxice. Cu toate acestea, în cazul utilizării bacteriilor active electrochimic, nevoia de mediatori dispare. Astfel de celule de combustibil microbiene „fără mediatori” au început să fie create destul de recent și, prin urmare, nu toate proprietățile lor au fost bine studiate.
În ciuda obstacolelor pe care MFC nu le-a depășit încă, tehnologia a făcut-o potențial uriaș. În primul rând, găsirea „combustibilului” nu este deosebit de dificilă. Și mai mult, astăzi problema curățeniei Ape uzate iar eliminarea multor deșeuri este foarte dificilă. Utilizarea acestei tehnologii ar putea rezolva ambele probleme. În al doilea rând, teoretic eficacitatea acestuia poate fi foarte mare. Problema principala pentru ingineri pilele de combustibil microbiene sunt și de fapt element esential a acestui dispozitiv, microbi. Și în timp ce microbiologii, care primesc numeroase granturi pentru cercetare, se bucură, scriitorii de science-fiction își frecă și ei mâinile, anticipând succesul cărților dedicate consecințelor „eliberării” microorganismelor greșite. Desigur, există riscul de a dezvolta ceva care să „digere” nu numai deșeurile inutile, ci și ceva valoros. Prin urmare, în principiu, așa cum este cazul oricărei noi biotehnologii, oamenii se feresc de ideea de a purta în buzunar o cutie infestată cu bacterii.
Aplicație
Centrale electrice staționare casnice și industriale
Pilele de combustie sunt utilizate pe scară largă ca surse de energie în diverse sisteme autonome, cum ar fi nave spațiale, stații meteo la distanță, instalații militare etc. Principalul avantaj al unui astfel de sistem de alimentare este fiabilitatea sa extrem de ridicată în comparație cu alte tehnologii. Datorită absenței pieselor mobile și a oricăror mecanisme din celulele de combustie, fiabilitatea sistemelor de alimentare poate ajunge la 99,99%. În plus, în cazul utilizării hidrogenului ca reactiv, se poate obține o greutate foarte mică, ceea ce în cazul echipamentelor spațiale este unul dintre cele mai importante criterii.
Recent, instalațiile combinate de căldură și energie, utilizate pe scară largă în clădirile rezidențiale și birouri, au devenit din ce în ce mai răspândite. Particularitatea acestor sisteme este că generează în mod constant energie electrică, care, dacă nu este consumată imediat, este folosită pentru încălzirea apei și a aerului. În ciuda faptului că eficiența electrică a unor astfel de instalații este de doar 15-20%, acest dezavantaj este compensat de faptul că electricitatea neutilizată este folosită pentru a produce căldură. În general, eficiența energetică a unor astfel de sisteme combinate este de aproximativ 80%. Unul dintre cei mai buni reactivi pentru astfel de celule de combustibil este acidul fosforic. Aceste instalații asigură o eficiență energetică de 90% (35-50% energie electrică și restul energie termică).
Transport
Sistemele energetice bazate pe celule de combustibil sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în transport. Apropo, germanii au fost printre primii care au instalat pile de combustibil pe vehicule. Așadar, prima barcă comercială din lume echipată cu o astfel de instalație a debutat în urmă cu opt ani. Această navă mică, botezată „Hydra” și concepută pentru a transporta până la 22 de pasageri, a fost lansată în apropiere fosta capitala Germania în iunie 2000. Hidrogenul (pilă de combustibil alcalină) acționează ca un reactiv purtător de energie. Datorită utilizării pilelor de combustie alcaline (alcaline), instalația este capabilă să genereze curent la temperaturi de până la –10°C și nu se teme de apă sărată. Barca Hydra, condusă de un motor electric de 5 kW, este capabilă să atingă viteze de până la 6 noduri (aproximativ 12 km/h).
Barca "Hydra"
Pilele de combustie (în special hidrogenul) au devenit mult mai răspândite în transport terestru. În general, hidrogenul a fost folosit ca combustibil pentru motoarele de automobile pentru o perioadă destul de lungă de timp și, în principiu, un motor convențional cu ardere internă poate fi convertit destul de ușor pentru a utiliza acest tip alternativ de combustibil. Cu toate acestea, arderea tradițională a hidrogenului este mai puțin eficientă decât generarea de electricitate printr-o reacție chimică între hidrogen și oxigen. Și, în mod ideal, hidrogenul, dacă este folosit în celulele de combustie, va fi absolut sigur pentru natură sau, după cum se spune, „prietenos cu mediul”, deoarece reacția chimică nu eliberează dioxid de carbon sau alte substanțe care contribuie la „sera”. efect."
Adevărat, aici, așa cum s-ar putea aștepta, există mai multe „dar” mari. Cert este că multe tehnologii de producere a hidrogenului din resurse neregenerabile (gaz natural, cărbune, produse petroliere) nu sunt atât de prietenoase cu mediul, deoarece procesul lor eliberează o cantitate mare de dioxid de carbon. Teoretic, dacă folosiți resurse regenerabile pentru a-l obține, atunci nu vor exista emisii nocive deloc. Cu toate acestea, în acest caz, costul crește semnificativ. Potrivit multor experți, din aceste motive, potențialul hidrogenului ca înlocuitor al benzinei sau gaz natural foarte limitat. Există deja alternative mai puțin costisitoare și, cel mai probabil, pilele de combustie bazate pe primul element al tabelului periodic nu vor reuși niciodată să devină un fenomen de masă în vehicule.
Producătorii de mașini experimentează destul de activ hidrogenul ca sursă de energie. ȘI Motivul principal Acest lucru este susținut de poziția destul de dură a UE cu privire la emisiile nocive în atmosferă. Stimulate de restricții din ce în ce mai stricte din Europa, Daimler AG, Fiat și Ford Motor Company și-au prezentat viziunea asupra viitorului pilelor de combustie în automobile, echipând modelele lor de bază cu sisteme de propulsie similare. Un alt gigant auto european, Volkswagen, își pregătește în prezent mașina cu celule de combustibil. Companiile japoneze și sud-coreene nu sunt cu mult în urmă. Cu toate acestea, nu toată lumea pariază pe această tehnologie. Mulți oameni preferă să modifice motoarele cu ardere internă sau să le combine cu motoare electrice alimentate de baterii. Toyota, Mazda și BMW au urmat această cale. În ceea ce privește companiile americane, pe lângă Ford cu modelul său Focus, General Motors a prezentat și mai multe mașini cu celule de combustibil. Toate aceste angajamente sunt încurajate activ de multe state. De exemplu, în SUA există o lege conform căreia o mașină hibridă nouă care intră pe piață este scutită de taxe, ceea ce se poate ridica la o sumă destul de decentă, pentru că de regulă mașini similare mai scumpe decât omologii lor cu motoare tradiționale cu ardere internă. Acest lucru face hibrizii și mai atractivi ca achiziție. Adevărat, deocamdată această lege se aplică doar modelelor care intră pe piață până când vânzările ajung la 60.000 de mașini, după care beneficiul se anulează automat.
Electronică
Recent, celulele de combustibil au început să găsească o utilizare din ce în ce mai mare în laptopuri, telefoane mobile și alte dispozitive electronice mobile. Motivul pentru aceasta a fost lăcomia în creștere rapidă a dispozitivelor concepute pentru o durată lungă de viață a bateriei. Ca urmare a utilizării ecranelor tactile mari în telefoane, a capacităților audio puternice și a introducerii suportului pentru Wi-Fi, Bluetooth și alte protocoale de comunicație fără fir de înaltă frecvență, cerințele pentru capacitatea bateriei s-au schimbat și ele. Și, deși bateriile au parcurs mult de pe vremea primelor telefoane mobile, în ceea ce privește capacitatea și compactitatea (altfel astăzi fanii nu ar avea voie să intre pe stadioane cu aceste arme cu funcție de comunicare), ei încă nu pot ține pasul cu nici unul. miniaturizarea circuitelor electronice sau dorința Producătorii integrează tot mai multe funcții în produsele lor. Încă una dezavantaj semnificativ bateriile reîncărcabile actuale sunt lor termen lungîncărcarea. Totul duce la faptul că, cu cât un telefon sau un player multimedia de buzunar are mai multe capacități care sunt concepute pentru a crește autonomia proprietarului său (Internet fără fir, sisteme de navigație etc.), cu atât devine mai dependent de „priza” acest dispozitiv.
Despre laptopuri, mult mai puțin limitate în dimensiuni maxime, și nu este nimic de spus. De ceva vreme s-a format o nișă pentru laptopurile ultra-eficiente care nu sunt deloc destinate funcționării autonome, cu excepția unui astfel de transfer de la un birou la altul. Și chiar și cei mai economici reprezentanți ai lumii laptopurilor cu greu pot oferi o zi întreagă de viață a bateriei. Prin urmare, problema găsirii unei alternative la bateriile tradiționale, care să nu fie mai scumpe, dar și mult mai eficiente, este foarte urgentă. Și reprezentanți de frunte ai industriei au lucrat recent la rezolvarea acestei probleme. Nu cu mult timp în urmă, au fost introduse pile de combustibil cu metanol comercial, ale căror livrări în masă ar putea începe încă de anul viitor.
Cercetătorii au ales metanolul mai degrabă decât hidrogenul din anumite motive. Depozitarea metanolului este mult mai ușoară, deoarece nu necesită presiune ridicată sau condiții speciale de temperatură. Alcoolul metilic este un lichid la temperaturi cuprinse între -97,0°C și 64,7°C. Mai mult, energia specifică conținută în al N-lea volum de metanol este cu un ordin de mărime mai mare decât în același volum de hidrogen la presiune ridicată. Tehnologia pilelor de combustie cu metanol direct, utilizată pe scară largă în dispozitivele electronice mobile, implică utilizarea alcoolului metilic după simpla umplere a rezervorului de celule de combustibil, ocolind procedura de conversie catalitică (de unde și denumirea de „metanol direct”). Acesta este de asemenea avantaj serios această tehnologie.
Cu toate acestea, așa cum era de așteptat, toate aceste avantaje au avut dezavantajele lor, care au limitat în mod semnificativ domeniul de aplicare al acesteia. Datorită faptului că această tehnologie nu a fost încă pe deplin dezvoltată, problema eficienței scăzute a unor astfel de celule de combustibil cauzată de „scurgerile” de metanol prin materialul membranei rămâne nerezolvată. În plus, nu sunt impresionante caracteristici dinamice. Nu este ușor de rezolvat și ce să faci cu dioxidul de carbon produs la anod. Dispozitivele moderne DMFC nu sunt capabile să genereze cantități mari de energie, dar au o capacitate energetică mare pentru un volum mic de material. Aceasta înseamnă că, deși nu există încă multă energie disponibilă, pilele de combustibil cu metanol direct o pot produce pentru o lungă perioadă de timp. Datorită puterii reduse, acest lucru nu le permite să găsească o utilizare directă în vehicule, dar le face aproape solutie ideala pentru dispozitivele mobile pentru care durata de viață a bateriei este critică.
Ultima moda
Deși pile de combustie pentru vehicule au fost produse de mult timp, aceste soluții nu au devenit încă răspândite. Există multe motive pentru aceasta. Iar principalele sunt inadecvarea economică și lipsa de dorință a producătorilor de a pune în funcțiune producția de combustibil la preț accesibil. Încercările de a accelera procesul natural de tranziție către sursele regenerabile de energie, așa cum era de așteptat, nu au dus la nimic bun. Desigur motivul crestere ascutita prețurile la produsele agricole sunt ascunse mai degrabă nu în faptul că au început să le transforme masiv în biocombustibili, ci în faptul că multe țări din Africa și Asia nu sunt capabile să producă cantități suficiente de produse chiar și pentru a satisface cerere interna produse.
Este evident că renunțarea la utilizarea biocombustibililor nu va duce la o îmbunătățire semnificativă a situației pe piața mondială a produselor alimentare, ci, dimpotrivă, poate da o lovitură fermierilor europeni și americani, care pentru prima dată în mulți ani au posibilitatea de a câștiga bani buni. Dar aspectul etic al acestei probleme nu poate fi ignorat; este inestetic să punem „pâine” în rezervoare atunci când milioane de oameni mor de foame. Prin urmare, în special, politicienii europeni vor avea acum o atitudine mai rece față de biotehnologie, ceea ce este deja confirmat de revizuirea strategiei de tranziție la sursele regenerabile de energie.
În această situație, cel mai promițător domeniu de aplicare pentru celulele de combustibil ar trebui să fie microelectronica. Aici sunt celulele de combustibil cea mai buna sansa obține un punct de sprijin. În primul rând, oamenii care cumpără telefoane mobile într-o măsură mai mare sunt mai dispuși să experimenteze decât, să zicem, cumpărătorii de mașini. Și, în al doilea rând, sunt gata să cheltuiască bani și, de regulă, nu sunt contrarii să „salveze lumea”. Acest lucru poate fi confirmat de succesul uimitor al versiunii roșii „Bono” a playerului iPod Nano, o parte din banii din vânzările cărora au fost în conturile Crucii Roșii.
Versiunea „Bono” a playerului Apple iPod Nano
Printre cei care și-au îndreptat atenția către pile de combustie pentru electronice portabile se numără companii care anterior s-au specializat în crearea de celule de combustie și acum pur și simplu au descoperit un nou domeniu de aplicare a acestora, precum și producători de top de microelectronice. De exemplu, recent MTI Micro, care și-a reorientat afacerea pentru a produce pile de combustie cu metanol pentru dispozitive electronice mobile, a anunțat că va începe producția de masă în 2009. Ea a prezentat, de asemenea, primul dispozitiv GPS din lume care utilizează celule de combustibil cu metanol. Potrivit reprezentanților acestei companii, în viitorul apropiat produsele sale vor înlocui complet bateriile tradiționale cu ioni de litiu. Adevărat, la început nu vor fi ieftine, dar această problemă însoțește orice tehnologie nouă.
Pentru o companie precum Sony, care și-a demonstrat recent versiunea DMFC a dispozitivului care alimentează sistemul multimedia, aceste tehnologii sunt noi, dar sunt serioși să nu se piardă pe noua piață promițătoare. La rândul său, Sharp a mers și mai departe și, cu ajutorul prototipului său de celule de combustie, a stabilit recent un record mondial pentru capacitatea energetică specifică de 0,3 W pentru un centimetru cub de alcool metilic. Chiar și guvernele multor țări au fost de acord cu companiile care produc aceste pile de combustibil. Astfel, aeroporturile din SUA, Canada, Marea Britanie, Japonia și China, în ciuda toxicității și inflamabilității metanolului, au ridicat restricțiile existente anterior privind transportul acestuia în cabina aeronavei. Desigur, acest lucru este permis numai pentru celulele de combustibil certificate cu o capacitate de cel mult 200 ml. Cu toate acestea, acest lucru confirmă încă o dată interesul față de aceste evoluții din partea nu numai a entuziaștilor, ci și a statelor.
Adevărat, producătorii încă încearcă să fie în siguranță și să ofere pile de combustibil în principal ca sistem de alimentare de rezervă. O astfel de soluție este o combinație între o pilă de combustie și o baterie: atâta timp cât există combustibil, acesta încarcă constant bateria, iar când se epuizează, utilizatorul pur și simplu înlocuiește cartuşul gol cu un nou recipient de metanol. O altă direcție populară este crearea încărcătoarelor cu celule de combustibil. Ele pot fi folosite din mers. În același timp, pot încărca bateriile foarte rapid. Cu alte cuvinte, în viitor, poate că toată lumea va purta o astfel de „priză” în buzunar. Această abordare poate fi deosebit de relevantă în cazul telefoanelor mobile. La rândul lor, laptopurile pot dobândi celule de combustibil încorporate în viitorul apropiat, care, dacă nu înlocuiesc complet încărcarea de la o priză de perete, cel puțin vor deveni o alternativă serioasă la aceasta.
Astfel, conform prognozei celei mai mari companii chimice din Germania, BASF, care a anunțat recent începerea construcției centrului său de dezvoltare a pilelor de combustie în Japonia, până în 2010 piața acestor dispozitive va ajunge la 1 miliard de dolari. În același timp, analiștii săi prevăd creșterea pieței pilelor de combustibil la 20 de miliarde de dolari până în 2020. Apropo, în acest centru BASF intenționează să dezvolte pile de combustie pentru electronice portabile (în special laptopuri) și sisteme de energie staționară. Locația acestei întreprinderi nu a fost aleasă întâmplător, compania germană vede companiile locale drept principalii cumpărători ai acestor tehnologii.
În loc de o concluzie
Desigur, așteptați-vă ca celulele de combustibil să devină un înlocuitor sistem existent furnizarea de energie nu merită. Cel puțin pentru viitorul previzibil. Aceasta este o sabie cu două tăișuri: centralele portabile sunt, desigur, mai eficiente, din cauza absenței pierderilor asociate cu livrarea de energie electrică către consumator, dar merită și luat în considerare faptul că pot deveni un concurent serios al energiei centralizate. sistem de alimentare numai dacă este creat sistem centralizat furnizarea de combustibil pentru aceste instalații. Adică, „priza” trebuie înlocuită în cele din urmă cu o anumită țeavă care furnizează reactivii necesari în fiecare casă și în fiecare colț. Și aceasta nu este chiar libertatea și independența față de sursele externe de energie despre care vorbesc producătorii de celule de combustie.
Aceste dispozitive au un avantaj incontestabil sub forma vitezei de încărcare - pur și simplu am schimbat cartușul cu metanol (în cazuri extreme, am desfundat un trofeu Jack Daniel's) din cameră și am sărit din nou de-a lungul scărilor de la Luvru. Pe de altă parte, dacă , să zicem, un telefon obișnuit se încarcă timp de două ore și va necesita reîncărcare la fiecare 2-3 zile, apoi este puțin probabil ca alternativa sub formă de schimbare a cartușului, vândut doar în magazinele specializate, chiar și o dată la două săptămâni să fie în mare măsură. Cererea de către utilizatorul în masă. Și, desigur, în timp ce acestea sunt ascunse într-un recipient sigilat sigur, câteva sute de mililitri de combustibil vor ajunge la consumatorul final, prețul acestuia va avea timp să crească semnificativ. Această creștere a prețului va fi doar combatuta de scara productiei, dar aceasta scara va fi solicitata pe piata?Iar pana la alegerea tipului optim de combustibil va fi foarte greu de rezolvat aceasta problematica.
Pe de altă parte, o combinație de încărcare tradițională de la o priză, pile de combustibil și alte sisteme alternative de alimentare cu energie (de exemplu, panouri solare) poate fi o soluție la problema diversificării surselor de energie și a trecerii la tipuri ecologice. Cu toate acestea, pe un anumit grup produse electronice celulele de combustie pot găsi o aplicație largă. Acest lucru este confirmat de faptul că Canon a brevetat recent propriile pile de combustie pentru camerele digitale și a anunțat o strategie pentru introducerea acestor tehnologii în soluțiile sale. În ceea ce privește laptopurile, dacă celulele de combustibil le vor ajunge în viitorul apropiat, cel mai probabil va fi doar ca sistem de alimentare de rezervă. Acum, de exemplu, despre care vorbim Practic doar despre modulele de încărcare externe care sunt conectate suplimentar la laptop.
Dar aceste tehnologii au perspective enorme de dezvoltare pe termen lung. În special în lumina amenințării unei foamete de petrol care poate apărea în următoarele câteva decenii. În aceste condiții, ceea ce este mai important nu este nici măcar cât de ieftină va fi producția de pile de combustie, ci cât de independentă va fi producția de combustibil pentru acestea față de industria petrochimică și dacă aceasta va putea acoperi nevoia.
Pilă de combustibil cu hidrogen Nissan
Electronica mobilă se îmbunătățește în fiecare an, devenind mai răspândită și accesibilă: PDA-uri, laptop-uri, dispozitive mobile și digitale, rame foto etc. Toate acestea sunt actualizate constant cu funcții noi, monitoare mai mari, comunicații wireless, procesoare mai puternice, în timp ce scad în dimensiune . Tehnologiile de putere, spre deosebire de tehnologia semiconductoarelor, nu avansează cu salturi și limite.
Bateriile și acumulatorii existenți pentru a alimenta realizările industriei devin insuficiente, așa că problema surselor alternative este foarte acută. Pilele de combustie sunt de departe cel mai promițător domeniu. Principiul funcționării lor a fost descoperit în 1839 de William Grove, care a generat electricitate prin schimbarea electroliza apei.
Video: Documentar, pile de combustie pentru transport: trecut, prezent, viitor
Pilele de combustie sunt de interes pentru producătorii de mașini, iar designerii de nave spațiale sunt, de asemenea, interesați de ele. În 1965, au fost chiar testați de America pe nava spațială Gemini 5 lansată în spațiu, iar mai târziu pe Apollo. Milioane de dolari sunt încă investite în cercetarea celulelor de combustie și astăzi, când există probleme asociate cu poluarea mediului și creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră generate în timpul arderii combustibililor fosili, ale căror rezerve nu sunt, de asemenea, nesfârșite.
O celulă de combustibil, numită adesea generator electrochimic, funcționează în modul descris mai jos.
Fiind, ca și acumulatorii și bateriile, un element galvanic, dar cu diferența că substanțele active sunt depozitate în el separat. Ele sunt furnizate electrozilor pe măsură ce sunt utilizați. Combustibilul natural sau orice substanță obținută din acesta arde pe electrodul negativ, care poate fi gazos (hidrogen, de exemplu, și monoxid de carbon) sau lichid, precum alcoolii. Oxigenul reacționează de obicei la electrodul pozitiv.
Dar principiul aparent simplu de funcționare nu este ușor de transpus în realitate.
Video: pile de combustibil cu hidrogen DIY
Din păcate, nu avem fotografii cu cum ar trebui să arate acest element de combustibil, ne bazăm pe imaginația ta.
Puteți face o celulă de combustibil de putere redusă cu propriile mâini chiar și într-un laborator școlar. Trebuie să vă aprovizionați cu o mască de gaz veche, mai multe bucăți de plexiglas, alcali și o soluție apoasă de alcool etilic (mai simplu, vodcă), care va servi drept „combustibil” pentru celula de combustibil.
În primul rând, aveți nevoie de o carcasă pentru celula de combustie, care este cel mai bine realizată din plexiglas, cu o grosime de cel puțin cinci milimetri. Paravane interioare(există cinci compartimente în interior) se poate face puțin mai subțire - 3 cm.Pentru lipirea plexiglasului, se folosește adeziv din următoarea compoziție: șase grame de așchii de plexiglas se dizolvă în o sută de grame de cloroform sau dicloroetan (lucrarea se efectuează sub O glugă).
Acum trebuie să forați o gaură în peretele exterior, în care trebuie să introduceți un tub de scurgere de sticlă cu un diametru de 5-6 centimetri printr-un dop de cauciuc.
Toată lumea știe că în tabelul periodic cele mai active metale sunt în colțul din stânga jos, iar metaloizii foarte activi sunt în colțul din dreapta sus al tabelului, adică. capacitatea de a dona electroni crește de sus în jos și de la dreapta la stânga. Elemente capabile de anumite condiții se manifestă ca metale sau metaloizi sunt în centrul mesei.
Acum turnăm cărbune activ din masca de gaz în al doilea și al patrulea compartiment (între prima partiție și al doilea, precum și al treilea și al patrulea), care vor acționa ca electrozi. Pentru a preveni scurgerea cărbunelui prin găuri, îl puteți așeza într-o țesătură de nailon (sunt potriviti ciorapii de nailon pentru femei). ÎN
Combustibilul va circula în prima cameră, iar în a cincea ar trebui să existe un furnizor de oxigen - aer. Între electrozi va exista un electrolit și, pentru a preveni scurgerea acestuia în camera de aer, trebuie să-l înmuiați cu o soluție de parafină în benzină (raport de 2 grame de parafină la jumătate de pahar de benzină) înainte de a umple. a patra cameră cu carbon pentru electrolitul de aer. Pe stratul de cărbune trebuie să plasați (prin apăsare ușor) plăci de cupru la care sunt lipite firele. Prin intermediul acestora, curentul va fi deviat de la electrozi.
Tot ce rămâne este să încărcați elementul. Pentru aceasta aveți nevoie de vodcă, care trebuie diluată cu apă 1:1. Apoi adăugați cu grijă trei sute până la trei sute cincizeci de grame de potasiu caustic. Pentru electrolit, 70 de grame de hidroxid de potasiu se dizolvă în 200 de grame de apă.
Celula de combustie este gata pentru testare. Acum trebuie să turnați simultan combustibil în prima cameră și electroliți în a treia. Un voltmetru conectat la electrozi ar trebui să arate de la 07 la 0,9 volți. Pentru a asigura funcționarea continuă a elementului, este necesar să îndepărtați combustibilul uzat (scurgeți într-un pahar) și adăugați combustibil nou (printr-un tub de cauciuc). Viteza de avans este reglată prin strângerea tubului. Așa arată funcționarea unei celule de combustibil în condiții de laborator, a cărei putere este de înțeles scăzută.
Video: Celulă de combustie sau baterie eternă acasă
Pentru a asigura o putere mai mare, oamenii de știință lucrează de mult timp la această problemă. Oțelul activ în dezvoltare găzduiește pile de combustibil cu metanol și etanol. Dar, din păcate, acestea nu au fost încă puse în practică.
O celulă de combustie a fost aleasă ca sursă alternativă de energie, deoarece produsul final al arderii hidrogenului în ea este apa. Singura problemă este găsirea unei modalități ieftine și eficiente de a produce hidrogen. Fondurile enorme investite în dezvoltarea generatoarelor de hidrogen și a pilelor de combustie nu pot decât să dea roade, așa că o descoperire tehnologică și utilizarea lor efectivă în Viata de zi cu zi, doar o chestiune de timp.
Deja astăzi monștrii industriei auto: General Motors, Honda, Draimler Coyler, Ballard prezintă autobuze și mașini care funcționează cu celule de combustie, a căror putere ajunge la 50 kW. Dar problemele asociate cu siguranța, fiabilitatea și costul lor nu au fost încă rezolvate. După cum sa menționat deja, spre deosebire de sursele tradiționale de energie - baterii și acumulatori, în acest caz, oxidantul și combustibilul sunt furnizate din exterior, iar pila de combustibil este doar un intermediar în reacția continuă de ardere a combustibilului și de transformare a energiei eliberate în energie electrică. „Arderea” are loc numai dacă elementul furnizează curent sarcinii, ca un generator electric diesel, dar fără generator și motor diesel și, de asemenea, fără zgomot, fum și supraîncălzire. În același timp, eficiența este mult mai mare, deoarece nu există mecanisme intermediare.
Video: Mașină cu pile de combustibil cu hidrogen
Se pun mari speranțe în utilizarea nanotehnologiei și a nanomaterialelor, care va ajuta la miniaturizarea celulelor de combustie în timp ce le crește puterea. Au existat rapoarte că au fost creați catalizatori ultra-eficienți, precum și modele pentru celulele de combustie care nu au membrane. În ele, combustibilul (metan, de exemplu) este furnizat elementului împreună cu oxidant. Soluțiile interesante folosesc oxigenul dizolvat în aer ca oxidant, iar impuritățile organice care se acumulează în apele poluate sunt folosite drept combustibil. Acestea sunt așa-numitele elemente de biocombustibil.
Pilele de combustibil, potrivit experților, ar putea intra pe piața de masă în următorii ani.
Arsenalul antic este una dintre misiunile secundare din Horizon Zero Dawn. Începe când îl găsești pe primul celule de combustibil, sau un buncăr secret cu armură făcută din Ultrafabrics (țesător de scuturi). Pentru a o finaliza, trebuie să găsiți toate pilele de combustibil, să rezolvați puzzle-urile din buncăr și să luați armura. În acest ghid, vă vom arăta cum să finalizați căutarea Arsenalului antic în Horizon Zero Dawn.
Buncărul de armură este situat în partea de est a hărții în Ruine, la sud-vest de zona Cavalerilor și la nord-vest de Trader. Le poți găsi urcând pe stânci. În vârf, sari în groapă, nu te teme, acolo va fi apă. Dacă ai vânat Flori de metal, atunci ar trebui să știți deja despre locație Arsenalul antic. Este același loc.
 |  |
Va trebui să colectați 5 pile de combustibil pentru a activa hololock-uri și a rezolva puzzle-uri. Toate se regăsesc în timpul parcurgerii principalelor misiuni, cu excepția primei. Dacă ți-e dor de ei prima dată, poți reveni la ei mai târziu. Ele apar ca pictograme verzi când sunteți în apropiere și toate pot fi găsite în buncăre și ruine vechi.
Celula de combustibil #1: Primul element este în buncăr chiar la începutul jocului, unde Aloy își găsește vizorul. Nu vei putea ajunge la ea cât timp Aloy este copil. Acest lucru se poate face în timpul celei de-a doua vizite. Căutați stalactite care se formează blocând ușa. Ele pot fi sparte cu o suliță.
 |  |
Celula de combustibil #2: Ea poate fi găsită în Maw of the Mountain Mama grozava. Aici se trezește Aloy, care și-a pierdut tot echipamentul după misiunea de inițiere. Locația articolului este în același loc în care ați găsit echipamentul. Căutați o ușă încuiată; în stânga ei există o mică gaură în care puteți intra. Târă-te de-a lungul ei și ia al doilea element.
 |  |
Celula de combustibil #3: Acest obiect poate fi găsit în ruine Comoara morțiiîn partea de nord-est a hărții. În spatele ușii cu trei încuietori, examinează sertarul pentru a găsi un articol.
 |  |
Celula de combustibil #4: Găsiți acest obiect în misiunea Limita maestrului. Aceasta este o căutare care se termină cu Aloy într-o sală de consilii dărăpănată, după ce află despre originile mașinilor. Privește la est de masă. Veți vedea o stâncă pe care o puteți urca. Continuați să mergeți până când găsiți al patrulea element.
 |  |
Celula de combustibil #5:Îl poți duce într-o căutare Muntele căzut in ruine Gay Prime. După ce ați vorbit în atelier cu Silence, în spatele ușii, coborâți puțul, când ieșiți din peșteră există o potecă secretă în stânga pe care o puteți lua până la un tunel din munte. Du-te acolo până vezi un raft cu ultima celulă de combustibil.
 |  |  |
Când aveți toate pilele de combustibil, întoarceți-vă la ruinele unde ați găsit armura. Introduceți primele două celule de combustibil în hololocks. Un indiciu pentru deblocarea ușii poate fi văzut pe terminalul din dreapta. Codul indică ora în format de 24 de ore. Rotiți încuietorile în această ordine: sus, dreapta, jos, stânga, sus.
O pilă de combustie este un dispozitiv care produce eficient căldură și curent continuu printr-o reacție electrochimică și utilizează un combustibil bogat în hidrogen. Principiul său de funcționare este similar cu cel al unei baterii. Din punct de vedere structural, pila de combustibil este reprezentată de un electrolit. Ce este atât de special la asta? Spre deosebire de baterii, pilele de combustibil cu hidrogen nu se acumulează energie electrica, nu necesită energie electrică pentru reîncărcare și nu se descarcă. Celulele continuă să producă electricitate atâta timp cât au o sursă de aer și combustibil.
Diferența dintre celulele de combustie și alte generatoare de electricitate este că nu ard combustibil în timpul funcționării. Datorită acestei caracteristici, nu necesită rotoare de înaltă presiune și nu emit zgomot puternic sau vibrații. Electricitatea din celulele de combustibil este generată printr-o reacție electrochimică silentioasă. Energia chimică a combustibilului din astfel de dispozitive este transformată direct în apă, căldură și electricitate.
Pilele de combustie sunt foarte eficiente și nu produc cantități mari de gaze cu efect de seră. Produsul de emisie în timpul funcționării celulei este o cantitate mică de apă sub formă de abur și dioxid de carbon, care nu este eliberată dacă este folosit hidrogen pur drept combustibil.
În anii 1950 și 1960, nevoia emergentă a NASA de surse de energie pentru misiuni spațiale pe termen lung a provocat una dintre cele mai critice provocări pentru celulele de combustibil care existau la acea vreme. Celulele alcaline folosesc oxigenul și hidrogenul drept combustibil, care sunt transformate printr-o reacție electrochimică în produse secundare utile în timpul zborului în spațiu - electricitate, apă și căldură.
Pilele de combustie au fost descoperite pentru prima dată în începutul XIX secolul - în 1838. În același timp, au apărut primele informații despre eficacitatea lor.
Lucrările la celulele de combustie folosind electroliți alcalini au început la sfârșitul anilor 1930. Celulele cu electrozi placați cu nichel la presiune ridicată nu au fost inventate până în 1939. În timpul celui de-al Doilea Război Mondial, pentru submarinele britanice au fost dezvoltate pile de combustie constând din celule alcaline cu un diametru de aproximativ 25 de centimetri.
Interesul pentru ele a crescut în anii 1950-80, caracterizați printr-o penurie combustibil petrolier. Țările din întreaga lume au început să abordeze problemele legate de poluarea aerului și de mediu într-un efort de a se dezvolta ecologic căi sigure primind energie electrică. Tehnologia celulelor de combustie se confruntă în prezent dezvoltare activă.
Căldura și electricitatea sunt generate de celulele de combustie ca rezultat al unei reacții electrochimice care implică un catod, un anod și un electrolit.
Catodul și anodul sunt separate de un electrolit conducător de protoni. După ce oxigenul intră în catod și hidrogenul intră în anod, începe o reacție chimică, rezultând căldură, curent și apă.
Se disociază pe catalizatorul anod, ceea ce duce la pierderea de electroni. Ionii de hidrogen intră în catod prin electrolit, în timp ce electronii trec prin rețeaua electrică externă și creează un curent continuu, care este utilizat pentru alimentarea echipamentului. O moleculă de oxigen de pe catalizatorul catod se combină cu un electron și un proton care intră, formând în cele din urmă apă, care este singurul produs al reacției.
Alegerea unui anumit tip de pile de combustie depinde de aplicarea acestuia. Toate pilele de combustibil sunt împărțite în două categorii principale - temperatură ridicată și temperatură scăzută. Acestea din urmă folosesc hidrogen pur drept combustibil. Astfel de dispozitive necesită de obicei procesarea combustibilului primar în hidrogen pur. Procesul se desfășoară cu echipamente speciale.
Pilele de combustie cu temperaturi ridicate nu au nevoie de acest lucru, deoarece transformă combustibilul la temperaturi ridicate, eliminând nevoia de infrastructură cu hidrogen.
Principiul de funcționare al pilelor de combustie cu hidrogen se bazează pe conversia energiei chimice în energie electrică fără procese de ardere ineficiente și pe transformarea energiei termice în energie mecanică.
Pilele de combustibil cu hidrogen sunt dispozitive electrochimice care produc energie electrică prin arderea „la rece” extrem de eficientă a combustibilului. Există mai multe tipuri de astfel de dispozitive. Cea mai promițătoare tehnologie este considerată a fi pilele de combustie hidrogen-aer echipate cu o membrană de schimb de protoni PEMFC.
Membrana polimerică conducătoare de protoni este proiectată pentru a separa doi electrozi - catodul și anodul. Fiecare dintre ele este reprezentată de o matrice de carbon pe care este depus un catalizator. se disociază pe catalizatorul anod, donând electroni. Cationii sunt conduși către catod prin membrană, dar electronii sunt transferați către circuitul extern deoarece membrana nu este proiectată pentru a transfera electroni.
O moleculă de oxigen de pe catalizatorul catod se combină cu un electron din circuitul electric și un proton care vine, formând în cele din urmă apă, care este singurul produs al reacției.
Pilele de combustie cu hidrogen sunt folosite pentru fabricarea unităților de electrozi cu membrană, care acționează ca principalele elemente generatoare ale sistemului energetic.
Printre acestea se numără:
Datorită eficienței lor ridicate, celulele de combustibil cu hidrogen sunt utilizate în diverse zone:
Utilizarea pe scară largă a celulelor de combustie cu peroxid de hidrogen va fi posibilă numai după crearea unei metode eficiente de producere a hidrogenului. Pentru a introduce tehnologia în utilizare activă sunt necesare idei noi, în timp ce mari sperante se bazează pe conceptul de celule de biocombustibil și nanotehnologie. Unele companii au lansat relativ recent catalizatori eficienți bazați pe diferite metale, în același timp au apărut informații despre crearea pilelor de combustie fără membrane, ceea ce a făcut posibilă reducerea semnificativă a costurilor de producție și simplificarea proiectării unor astfel de dispozitive. Avantajele și caracteristicile pilelor de combustie cu hidrogen nu depășesc principalul lor dezavantaj - costul ridicat, mai ales în comparație cu dispozitivele cu hidrocarburi. Crearea unei centrale cu hidrogen necesită minim 500 de mii de dolari.
Puteți crea singur o celulă de combustibil de putere redusă într-un laborator obișnuit de acasă sau de la școală. Materialele folosite sunt o mască de gaz veche, bucăți de plexiglas, o soluție apoasă de alcool etilic și alcali.
Corpul unei celule de combustibil cu hidrogen este creat cu propriile mâini din plexiglas cu o grosime de cel puțin cinci milimetri. Pereții despărțitori dintre compartimente pot fi mai subțiri - aproximativ 3 milimetri. Plexiglasul este lipit împreună cu un lipici special din cloroform sau dicloroetan și așchii de plexiglas. Toate lucrările se efectuează numai cu capota în funcțiune.
O gaură cu un diametru de 5-6 centimetri este găurită în peretele exterior al carcasei, în care sunt introduse un dop de cauciuc și un tub de scurgere din sticlă. Cărbunele activ din masca de gaz este turnat în al doilea și al patrulea compartiment al carcasei celulei de combustibil - va fi folosit ca electrod.
Combustibilul va circula în prima cameră, în timp ce a cincea este umplută cu aer, din care va fi furnizat oxigen. Electrolitul, turnat între electrozi, este impregnat cu o soluție de parafină și benzină pentru a preveni intrarea în camera de aer. Plăci de cupru cu fire lipite de ele sunt așezate pe stratul de cărbune, prin care va fi drenat curentul.
Pila de combustibil cu hidrogen asamblată este încărcată cu vodcă diluată cu apă într-un raport de 1:1. Potasiul caustic este adăugat cu grijă la amestecul rezultat: 70 de grame de potasiu se dizolvă în 200 de grame de apă.
Înainte de testarea unei celule de combustibil cu hidrogen, combustibilul este turnat în prima cameră și electrolitul în a treia. Citirea unui voltmetru conectat la electrozi ar trebui să varieze de la 0,7 la 0,9 volți. Pentru a asigura funcționarea continuă a elementului, combustibilul uzat trebuie îndepărtat, iar combustibilul nou trebuie turnat printr-un tub de cauciuc. Prin strângerea tubului, debitul de alimentare cu combustibil este reglat. Astfel de celule de combustibil cu hidrogen, asamblate acasă, au putere mică.
