Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT, США) нашли способ, который может приблизить будущее электрической авиации, а также помочь электрифицировать поезда и морские суда. Их новая разработка — топливный элемент, работающий на жидком металлическом натрии. Это гибрид батареи и топливного бака, но вместо медленной зарядки устройство заправляют, как автомобиль, только не бензином, а жидким натрием.
Устройство простое: с одной стороны находится натрий, с другой — воздух, который служит источником кислорода. Между ними — твердый керамический электролит, проводящий ионы натрия, а также пористый электрод, где и происходит ключевая химическая реакция. В процессе натрий окисляется, вырабатывая электричество. Побочные продукты — не углекислый газ, а оксид натрия, который в итоге превращается в безвредные соединения вроде соды. Более того, эти вещества могут даже связывать углекислый газ из воздуха, снижая его концентрацию.
Прототип устройства показал плотность энергии больше 1500 Вт-ч/кг на ячейку и около 1000 Вт-ч на систему — в три раза больше, чем у современных аккумуляторов. Это открывает путь к реальной электрической авиации на средние дистанции, которые составляют около 80% всех рейсов и 30% выбросов от авиации.
Кроме авиации, технология может найти применение в грузовых поездах, кораблях и даже в крупных беспилотниках для сельского хозяйства. Стартап Propel Aero, основанный участниками проекта, уже разрабатывает коммерческие прототипы. Их идея — создать топливные картриджи размером с кирпич, которые можно будет заправлять жидким натрием и менять, как батарейки. Это упрощает использование технологии и повышает безопасность — натрий будет храниться в герметичных контейнерах, а побочные продукты окажутся экологически безопасными и даже полезными.
Жидкий натрий — крайне реактивный материал, но разработчики уверены, что топливный элемент безопаснее аккумуляторов. Воздух в системе выступает в роли естественного барьера, предотвращая неконтролируемые реакции.
Хотя технология пока находится на ранней стадии, исследователи верят, что она может стать основой для перехода на электротягу в авиации и транспорте в целом.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые из MIT предложили способ, который помогает повысить эффективность улавливания и высвобождения CO₂ сразу в несколько раз. Благодаря нанофильтрации технология решает одну из главных проблем современных систем — противоречие между захватом и освобождением газа.