Опрос
|
реклама
Быстрый переход
В Китае создали первую в мире топливную ячейку на угле — она даёт электричество без дыма, пара и генераторов
28.04.2026 [19:46],
Геннадий Детинич
Мир ещё не освоил водородные топливные ячейки, а китайские учёные пошли дальше и создали угольные топливные ячейки. В них загружается угольная пыль, а на выходе снимается электрический ток. Всё это — без традиционного сжигания, дыма и копоти. Но самое поразительное — эта технология позволяет превращать уголь в электричество прямо в подземных пластах, без подъёма на поверхность. В электричество можно превратить даже самые нерентабельные месторождения. 
Источник изображения: ИИ-генерация ChatGPT/3DNews Речь идёт об элементе ZC-DCFC — топливной ячейке прямого окисления угля с нулевым выбросом углерода. Технологию разработала команда под руководством академика Се Хэпина (Xie Heping) из Шэньчжэньского университета (Shenzhen University). Ещё раз подчеркнём: установка позволяет получать электричество непосредственно из угля без процесса горения, что кардинально отличает её от традиционных угольных электростанций. Разработка ведётся с 2018 года и входит в состав национального мегапроекта по освоению глубоких недр планеты. Принцип работы новой топливной ячейки основан на электрохимическом окислении. Уголь предварительно измельчают, сушат, очищают и подвергают поверхностной обработке, после чего подают в анодную камеру. На катод подаётся кислород. Внутри анодной камеры мелкий угольный порошок подвергается электрохимическому окислению — туда через оксидную мембрану поступают ионы кислорода, что ведёт к непосредственной выработке электроэнергии — без какого-либо промежуточного парового цикла с использованием механических турбин, как это обычно устроено на угольных электростанциях. Образующийся в процессе химических реакций высококонцентрированный диоксид углерода сразу улавливается и в присутствии катализаторов перерабатывается в полезные химические продукты, такие как синтетическое топливо или карбонат натрия. Таким образом, технология полностью исключает выбросы углекислого газа в атмосферу. Главное преимущество ZC-DCFC — это преодоление ограничения цикла Карно, из-за которого КПД обычных угольных станций не превышает 40 %. Новая ячейка обеспечивает существенно более высокий теоретический КПД, работает бесшумно и не требует паровых турбин. Кроме того, технологию можно применять непосредственно к глубоким залежам угольных пластов (до 2 км), что позволит генерировать электроэнергию на месте без дорогостоящей добычи и транспортировки угля на поверхность. Несмотря на необычные перспективы, технология пока остаётся на стадии лабораторных испытаний. По оценкам экспертов, её коммерческое применение и конкурентоспособность вряд ли станут возможны раньше 2045 года. В настоящее время уголь по-прежнему обеспечивает около 60 % выработки электроэнергии в Китае за счёт обычного сжигания. Тем не менее разработка рассматривается как важный шаг на пути к углеродной нейтральности страны к 2060 году и как способ рационального использования глубоких угольных залежей. Дроны вдохнули водород и удвоили время полёта — в США испытали беспилотник на топливных ячейках
15.10.2025 [20:08],
Геннадий Детинич
Большинство компактных беспилотников по-прежнему работают на литиевых батареях, которые обычно ограничивают время полёта четырьмя часами или менее. Поэтому для выполнения задач, требующих наблюдения на большом расстоянии, длительных инспекций или операций во враждебной среде, одних батарей недостаточно. Выходом могут стать водородные топливные элементы, кратно увеличивающие продолжительность нахождения дронов в воздухе. 
Источник изображений: Aurora Flight Sciences В США тему оснащения дронов водородными топливными элементами развивает тандем компаний Aurora Flight Sciences и Intelligent Energy. Первая — дочернее подразделение Boeing, за плечами которого стоит колоссальный опыт и авторитет аэрокосмического гиганта, а вторая — вышедшие из университетской среды Великобритании специалисты, четверть века посвятившие водородным топливным элементам. Партнёры изучают вопрос использования водородных топливных элементов на дронах массой до 25 кг, которые могут применяться для доставки посылок, инспекции объектов инфраструктуры и решения оборонных задач. В компании Aurora Flight Sciences отмечают, что достать водород в гражданской цепочке поставок — решаемая задача, хотя определённые усилия для этого придётся приложить. В военной логистике водороду и топливным ячейкам на его основе пока места нет. Между тем для популяризации водорода как источника энергии для массовых беспилотников развитая логистика — первостепенная задача. Клиент не должен ломать голову, где достать сжиженный водород и как им пользоваться в процессе. Совместно Aurora Flight Sciences и Intelligent Energy модернизировали беспилотник SKIRON до версии XLE с двумя водородными баллонами под крыльями. Это аппарат с четырьмя роторами на электрической тяге, питание двигателей которого обеспечивают водородные топливные элементы. И если литиевые батареи обеспечивали 3,5 часа полёта, то в водородной версии беспилотник может держаться в воздухе 7 часов. Для инспекций за линией видимости — трубопроводов, линий электропередачи, ветряных турбин на мелководье и других задач — чем дольше, тем лучше. У операторов будет меньше проблем с прерыванием инспекционных работ на объекте для замены аккумуляторов или подзарядки несъёмных элементов.  Для беспилотников легче воздуха переход на водородные топливные элементы обеспечивает длительность полёта более суток — до 30 часов и более. В то же время совсем без литиевых батарей обойтись нельзя. Например, в случае дрона SKIRON-XLE буферный аккумулятор обеспечивает необходимую тягу для взлёта и посадки аппарата, с чем самостоятельно топливные элементы в данном исполнении справиться не способны. Аккумуляторы затем подзаряжаются в полёте. Кроме того, аккумуляторы проще включать в схему рекуперации, что для топливных элементов едва ли возможно. Разработчики Aurora Flight Sciences уверены, что популяризации водородных топливных элементов сильно поможет проникновение водородного топлива в тяжёлую и автомобильную технику, чего все давно ожидают. Это естественным образом создаст цепочку поставок, которая даст толчок для перехода на водород дронов в категории до 25 кг со всеми вытекающими преимуществами для операторов. Но прежде всего своё веское слово должны сказать регуляторы. В этой сфере пока нет даже намёка на ясность, и она требует чётких ответов на множество вопросов. В США создали топливный элемент для электрификации авиалайнеров — размером с кирпич и втрое ёмче лития
03.06.2025 [13:10],
Геннадий Детинич
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) представили концепцию прототипа топливной ячейки — воздушно-натриевого элемента питания. Сам прототип будет изготовлен позже. В объёме обычного строительного кирпича он сможет хранить свыше 1 кВт·ч энергии, что по соотношению запасаемой энергии к массе в три раза больше, чем у обычных литиевых аккумуляторов. Это создаст основу для региональной электрической авиации, сделав мир чище. 
Источник изображения: Gretchen Ertl / MIT Созданная учёными «H-ячейка» представляет собой две камеры, разделённые твёрдым керамическим электролитом. В левую камеру подаётся жидкий металлический натрий (температура перехода в металлическую фазу — 98 ℃), а в правую — обычный воздух. На аноде натрий окисляется, отдавая электроны в цепь (создавая электрический ток), а его ионы проходят сквозь электролит в отсек с воздухом, где вступают в реакцию с кислородом и выводятся из элемента в виде оксида натрия. Оксид натрия активно реагирует с углекислым газом в атмосфере и после серии реакций превращается в бикарбонат — обычную пищевую соду. Таким образом, воздушно-натриевый топливный элемент не только вырабатывает энергию, но и связывает атмосферный CO₂, а попав в океаны, помогает раскислить их, снижая содержание растворённого углекислого газа. Ценность предложенной технологии для экологии очевидна, хотя до коммерциализации разработки, скорее всего, пройдёт не одна пятилетка. «Мы ожидаем, что люди подумают, что это совершенно безумная идея, — поделился мыслями руководитель проекта. — Если бы они так не думали, я был бы немного разочарован, потому что если люди с самого начала не считают что-то совершенно безумным, то, скорее всего, это не будет чем-то революционным». До конца года исследователи надеются создать прототип элемента питания размером с кирпич и ёмкостью до 1000 Вт·ч. В отличие от других подобных систем, новинка предусматривает заменяемый топливный блок с металлическим натрием. Для восстановления работы элемента с прежней мощностью и продолжительностью отдачи энергии будет достаточно заменить использованный блок на новый — это будет похоже на заправку обычного авиалайнера. На воду спущена первая в мире суперъяхта на водороде, но без дизельного топлива она далеко не уплывёт
17.05.2024 [14:28],
Геннадий Детинич
На днях из сухого дока компании Feadship в Амстердаме вышла первая в мире суперъяхта на водородном топливе. Судно Проекта 821 достигает 100 м в длину и запасает 4 т водорода под давлением. Реализация проекта в «железе» позволит на практике испытать водородные технологии в деле в сфере элитного судоходства. Это первые, но важные шаги в мире экологически чистых круизов. 
Источник изображений: Feadship Несмотря на громкие заявления, яхта пока не способна совершать переходы на одном лишь водороде. Ей всё ещё нужно дизельное топливо. Для питания силовых установок используется биодизель. Водородные ячейки в количестве 16 штук обеспечивают поддержку «гостиничного режима» — освещения, отопления и кондиционирования, но покрывают не более 80 % спроса. При необходимости судно может передвигаться на водороде на короткие дистанции на скорости до 18 км/ч. В целом для хранения водородного топлива необходимо на порядок больше судового пространства, чем для хранения дизельного топлива, хотя энергоёмкость водорода, наоборот, на порядок превышает дизельное топливо по этому показателю. Проблема в специальных условиях хранения водорода, которому необходимо охлаждение до -253 °C, а это резервуары с двойными стенками и серьёзная теплоизоляция, не говоря о мерах предосторожности при эксплуатации оборудования под давлением. Также обслуживание топливных ячеек требует места для силовых щитов и пультов управления. Из-за всего этого, в частности, суперъяхта получилась очень длинной.  Разработчики не скрывают, что яхта Проекта 821 — это пробный шаг, для разработки и доведения которого до спуска на воду пришлось также создавать уникальную нормативную базу, в чём компании помогли такие киты бизнеса, как Edmiston и Lloyd Register. Водородные ячейки на борту судна помогут ему быть экологичным на стоянках и при проходе курортных зон. Когда-нибудь водородное топливо обеспечит полноценную работу силовых машин суперъяхты. Без этого первого шага подобное никогда бы не произошло. В прошлом году продажи автомобилей на водородных топливных элементах просели на 30 %
18.02.2024 [08:44],
Алексей Разин
Многие источники по итогам прошлого года сообщили о снижении темпов роста рынка электромобилей, причём на фоне острой ценовой конкуренции подобная динамика явно ударит по автопроизводителям. Как выясняется, машины на водородных топливных элементах не спешат набирать популярность, всё ещё оставаясь малочисленной категорией транспортных средств. В прошлом году их объёмы продаж сократились на 30,2 %. 
Источник изображения: Hyundai Motor Об этом сообщает издание Business Korea со ссылкой на статистику SNE Research. Впервые за три года, как отмечает источник, объёмы реализации машин на водородном топливе сократились в последовательном сравнении. С января по декабрь прошлого года в мире был продан 14 451 автомобиль на водородных топливных ячейках. Южнокорейская Hyundai Motor более не может считаться крупнейшим поставщиком водородной автомобильной технике в мире, поскольку её объёмы продаж в прошлом году сократились на 55,9 % до 5012 машин, включая коммерческую технику. Основные объёмы продаж Hyundai приходились на легковой «водородомобиль» Nexo, но они сократились с 11 179 до 4709 экземпляров в 2023 году. На первое место в мировых масштабах вырвалась китайская China Commercial, которая смогла реализовать 5362 автомобиля на водородных топливных ячейках по итогам 2023 года, и не только продемонстрировала рост на 2,4 % по сравнению с 2022 годом, но и заняла лидирующие позиции на рынке с долей 37,1 %. Кстати, этот поставщик занимает доминирующие позиции и на китайском рынке, ёмкость которого по итогам прошлого года достигла 5600 машин. Китай занимает 38,8 % мирового рынка водородного наземного автотранспорта, Южная Корея довольствуется вторым местом и 32 % с 4631 проданным автомобилем, США занимает третье (20,7 % и 2992 штук), Европа довольствуется 5,3 % рынка и 773 машинами, а Япония ограничивается 2,9 % рынка и 424 экземплярами. Кстати, в Японии реализуется лишь малая часть выпускаемых там машин на водородном топливе, поскольку одна только Toyota в прошлом году выпустила 3839 автомобилей такого типа, увеличив свою долю на мировом рынке до 26,6 %. Динамика продаж по странам демонстрирует разнонаправленность. В Южной Корее они по итогам прошлого года сократились на 55,2 %, в Китае выросли на 2,8 %, в США продемонстрировали падение на 10,5 %, а Европа и Япония демонстрировали отрицательную динамику с 39,5 и 49,9 % падения соответственно. Успеху водородного транспорта на китайском рынке во многом способствовала государственная программа развития сопутствующей инфраструктуры, ведь без развития мощностей по добыче водорода и заправочных станций рынок двигаться вперёд не может. Аналитики отмечают, что рост стоимости водородного топлива негативно сказался на объёмах продаж соответствующих транспортных средств в прошлом году. |
© 1997—2026 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews.
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
