Полимеры как защита от химического отравления

Автомобиль, поглощающий ядовитое ракетное горючее, может стать реальностью, если японские инженеры доведут до ума оригинальную систему питания "зелёных" машин и экзотические топливные элементы.

Компания Daihatsu, совместно с японским национальным институтом передовых прикладных наук и технологий (AIST) разработала новый класс топливных элементов: не нуждающиеся в платине, прямого действия, на гидразине. Называется такой элемент DHFC.Топливом для него служит гидразин гидрат (N2H4·H2O), довольно широко применяемый в химической промышленности. Выхлоп же нового топливного элемента представляет собой воду и азот. Никаких вредных веществ, никакого парникового CO2.

Оычные топливные элементы работают, когда через их мембраны проходят протоны, в новом устройстве инженеры перевернули технологию, в некотором роде, с ног на голову. Реакцию в DHFC обеспечивают бегущие сквозь мембрану анионы (OH-). Соответственно, ключом к созданию нового топливного элемента стала анионнообменная электролит-мембрана.

Благодаря такой "химии" в качестве катализаторов (покрытия электродов) в новом устройстве удалось применить кобальт и никель. Куда более дешёвые материалы, нежели применяемая в обычных (водородных) топливных элементах платина.

Как пишет в своём пресс-релизе Daihatsu, в блоке топливных элементов, работающих на водороде и достаточных для питания одной легковушки, платины содержится примерно 100 граммов. А это несколько тысяч долларов.Отсутствие же платины в новом аппарате, наряду с другими хитростями (недорогими материалами для сепаратора, корпуса и прочих деталей), позволило сделать новый топливный элемент сравнительно дешёвым. Неудивительно, что Daihatsu прочит DHFC применение в качестве "сердца" в экологически чистых автомобилях нового поколения.

Однако самая большая проблема в том, что гидразин и его производные – сильные яды. Если при аварии на дороге бак с гидразином даст течь, то последствия для окружающих могут оказаться весьма плачевными. В Daihatsu весьма оригинально решили вопрос безопасности применения столь ядовитого вещества в качестве топлива,придумав специальный бак, наполненный гранулированным полимером, содержащим карбонильную группу (>C=O). При заправке бака, гидразин гидрат вступает в реакцию с полимером. Происходит дегидратация и конденсация топлива, и гидразин оказывается химически связан.

Теперь, внутри ёмкости, он образует твёрдый материал — гидразон (hydrazone, >C=N2H2), который совершенно безопасен в хранении и которому не страшно разрушение бака в случае аварии. А вода, входившая в состав гидразин гидрата, при заправке, из этого самого бака откачивается.Когда же требуется извлечь связанное топливо, в бак направляется порция горячей воды. Реакции идут в обратном направлении, и полимер высвобождает гидразин гидрат, который перекачивается в топливный элемент

Daihatsu также отмечает, что DHFC обладают большим ресурсом и высокой мощностью. В общем, достоинств у такой технологии масса. Потому компания намерена продолжить исследовательские и проектные работы по экзотическому топливному элементу. Она надеется улучшить "ёмкостные" параметры полимера, захватывающего гидразин гидрат, дополнительно повысить мощность, надёжность и долговечность DHFC и подойти к решению проблемы инфраструктуры.

Не стоит утверждать, что придуманная японцами концепция экологически чистых авто – самая совершенная. Но, несомненно, одна из самых оригинальных и неожиданных.

ПластЭксперт