Drukuj

Polibenzimidazol w przemyśle lotniczym, czyli nowe wykorzystanie tworzywa sztucznego

Tradycyjne niskotemperaturowe systemy ogniw paliwowych pracują przy maksymalnie 80 st. C. Wymagają wielu agregatów pomocniczych i wyrafinowanego sterowania, aby funkcjonować w samolocie zarówno na ziemi, jak i na dużych wysokościach. Opracowany przez BASF zespół MEA daje twórcom systemu nowe możliwości: w jego skład wchodzi pierwsza na świecie dostępna komercyjnie membrana do ogniw paliowych, pozwalająca na temperatury dochodzące do 180 st. C. Innowacyjne systemy są dystrybuowane pod marką Celtec. Ogniwa paliwowe wyposażone w ten materiał mogą być chłodzone powietrzem atmosferycznym i nie wymagają nawilżania wodą. Dzięki temu niepotrzebne są już nawilżacze powietrza, pompy wodne, zbiorniki, zawory i systemy czyszczenia.

Na pierwszy rzut oka trudno docenić szczególną efektywność membrany Celtec. Jest to płaski prostokąt mniej więcej wielkości dłoni wygląda jak zwykła folia z tworzywa sztucznego.

Jednak badaczom z BASF udało się opracować membranę na bazie stabilnego temperaturowo polimeru o nazwie polibenzymidazol. Temu tworzywu sztucznemu, membrana BFC zawdzięcza swoją nadzwyczajną żaroodporność. Wysoka temperatura eksploatacyjna zapobiega także osadzaniu się zanieczyszczeń wodoru na pokrytej platyną elektrodzie (anodzie). Platyna wywołuje w MEA reakcję elektrochemiczną w charakterze katalizatora. Zanieczyszczenia zablokowałyby jej katalityczne działanie. Ponieważ wysokotemperaturowe ogniwa paliwowe lepiej tolerują zanieczyszczenia w wodorze niż systemy niskotemperaturowe, proces przygotowania wodoru jest ułatwiony, a system ogniw paliwowych jeszcze stabilniejszy, prostszy i tańszy w produkcji.

Wpisz tytuł dla obrazu

W sumie systemy ogniw paliwowych dzięki membranie Celtec wymagają o jedną trzecią mniej komponentów. To obniża koszty o nawet 40 proc. Dzięki wynalezieniu membrany wysokotemperaturowej ogniwo paliwowe wreszcie stało się możliwe do sprzedaży komercyjnej.

Aby ogniwo paliwowe mogło wygenerować wystarczającą ilość prądu do praktycznych zastosowań, takich jak napęd motoszybowca Antares, łączy się kilka ogniw w stos (tzw. stack). W jednym ogniwie można bowiem wygenerować jedynie napięcie rzędu 600 do 700 miliwoltów. Duńska firma Serenergy opracowała specjalnie dla Antaresa wyjątkowo lekki i chłodzony powietrzem system stack, składający się z kilkuset ogniw z zespołami Celtec. Podłączone są do niego MEA – każda w „gorsecie” przewodzących elektrycznie płyt grafitowych. Płytki łączą ze sobą poszczególne ogniwa, przekazują dalej prąd i kanałami przewodzącymi zaopatrują MEA w wodór i tlen. Tak zjednoczonymi siłami udaje się ogniwu unieść samolot w przestworza.

Po lotach testowych Antaresa naukowcy chcą wbudować nowe ogniwo paliwowe do Airbusa A320. Będzie tam udoskonalane pod kątem zastosowania w wielkich samolotach do efektywniejszego zaopatrzenia pokładu w energię. W 2010 roku seria testów Centrum Lotnictwa w Antaresie ma być skończona i ogniwo po raz pierwszy ma wznieść do nieba maszynę A320 ATRA.


brak
Biznes Start

BASF Polska

Chemikalia, środki uszlachetniające, tworzywa sztuczne, poliuretany