Твердые катионные электролиты и метаноловая энергетика

Abstract

Представлен обзор мировых тенденций в области альтернативной энергетики за 2009—2012 гг. Проведен анализ положительных качеств и недостатков разрабатываемых и коммерческих натриевых аккумуляторов, метаноловых ячеек прямого действия и алюминиево-воздушных батарей со сменными электродами. Описаны основные преимущества метаноловой энергетики по сравнению с водородной. Представлены новые результаты экспериментальных исследований керамических бета-глиноземов с протонной проводимостью. Предложены два новых способа постобработки керамических мембран, обеспечивающих величину ионной проводимости на уровне лучших мировых образцов при пренебрежимо малой электронной проводимости. Собрана и испытана модель комнатной метаноловой топливной ячейки прямого действия на основе мембраны из бета-глинозема. Собрана и испытана планарная модель алюминий-воздушной батареи с керамическим разделителем анодного и катодного отделений.

Наведено огляд світових тенденцій в галузі альтернативної енергетики за 2009—2012 рр. Виконано аналіз достоїнств та недоліків розроблюваних та комерційних натрієвих акумуляторів, метанолових комірок прямої дії та алюмінієво-повітряних батарей зі змінними електродами. Описано основні переваги метанолової енергетики в порівнянні з водневою. Наведені нові результати експериментальних досліджень керамічних бета-глиноземів з протонною провідністю. Запропоновані два нових способи пост обробки керамічних мембран, що забезпечують величину іонної провідності на рівні кращих світових зразків при нехтовно малій електронній провідності. Зібрана та випробувана модель кімнатної метанолової паливної комірки прямої дії на основі мембрани з бета-глинозему. Зібрана та випробувана планарна модель алюміній-повітряної батареї з керамічним роздільником анодного і катодного відділень.

The review of world trends over 2009—2012 years in the field of clear energy is presented. Advantages and disadvantages of the developed and commercial sodium batteries, direct methanol fuel cells and aluminum-air batteries with replaceable electrodes are discussed. We describe the main advantages of methanol energy in comparison with hydrogen. Basic advantages of methanol economics over hydrogen were described. New results of experimental investigations of beta-alumina ceramics with proton conductivity are presented. Two new methods of post processing of sintered membranes providing the value of ionic conductivity at the best world level along with negligible electronic conductivity are proposed. A room direct methanol fuel cell based on the beta-alumina membrane and the planar model of aluminum-air battery with the ceramic separator between anode and cathode sections were assembled and tested.