Специалисты Российской академии наук разработали технологию создания водородных двигателей нового поколения. Их можно будет встроить в смартфоны, ноутбуки, а также микрочипы для проведения медицинских анализов, утверждает статья в журнале Scientific Reports.
Виталий Световой из Физико-технологического института РАН в Ярославле отметил, что электрохимические батареи в ноутбуках и смартфонах хранят в десятки раз меньше энергии, чем автомобильное топливо того же объема. Однако из-за быстрого ухода тепла в малых объемах реакции горения гаснут – для нормальной бесперебойной работы их объем должен составлять хотя бы несколько кубических сантиметров.
КПД энергоэлементов с реакциями окисления топлива выше, чем у обычных аккумуляторов. Если топливо и окислитель подавать постоянно, то они могут работать бесконечно. Впрочем, пока такие элементы уступают в мощности автомобильным двигателям внутреннего сгорания, сообщает РИА Новости.
Чтобы преодолеть ограничение на минимальный объем двигателя, российские химики использовали те же реакции, что происходят при разложении воды на кислород и водород при помощи электрического тока. Ранее было установлено, что если пропускать через воду ток с постоянно меняющейся полярностью, вода не разлагается – внутри нее образуются микроскопические пузырьки из смеси кислорода и водорода. Если правильно подобрать частоту переключения полярности и расстояние между электродами, то смесь загорается, образуя молекулы воды. Увидеть это нельзя, но процесс сгорания пузырьков смеси сопровождается щелчками.
При взрыве каждого нанопузырька выделяется 0,3 микроджоуля энергии.
Любой взрыв порождает тепло и давление. В двигателях внутреннего сгорания используется давление, а тепло лишь мешает работе. Российские физики собрали экспериментальную установку, в которой энергия сгорающих пузырьков преобразуется в электричество.
Энергия преобразуется в механические колебания, а они – в электричество. Кроме того, энергию колебаний можно использовать для движения насоса или других механизмов.
Сейчас ученые работают над созданием компактного насоса с высокой удельной мощностью, который может использоваться в качестве двигателя. Его планируют встроить в системы анализа крови на микрочипах. В рабочей камере насоса от взрывов пузырьков будет появляться энергия. Ее можно использовать для толкания жидкости по микроскопическим каналам.