Новоизобретен български продукт повишава ефикасността на водородните горивни клетки. Това

Новоизобретен български артикул покачва ефикасността на водородните горивни кафези. Това е потвърдено при изпитвания в немска лаборатория. Оказало се, че българският аналог е доста по-добър и в пъти по-евтин от търговски артикул на международно прочут производител. Става въпрос за „ сърцето “ на горивната клетка –  полимерната мембраната, разделяща водорода от кислорода - най-важният детайл за всяка горивна клетка. Постижението е резултат на нанотехнологиите и композиция от полимери и нано-композитни системи, създадена в Института по полимери към Българска академия на науките.  Новият материал към този момент е патентован от Института, взаимно с немски сътрудник. Създателят му – доцент доктор Филип Ублеков от научно направление „ Полимери за различна сила и отбрана на околната среда “ в Института по полимери на Българска академия на науките разкри пред Dir.bg  и 3e News по какъв начин е реализирано усъвършенстване на по този начин значимата за разлагането на водорода и производството  на ток мембрана. Ето детайлностите: На фотографията: Новоизобретената в Института по полимери на Българска академия на науките нанокомпозитна мембрана за горивни кафези Доц. Ублеков, подобрявате ефикасността на водородните горивни кафези, създавайки нови материали за " ядрата " им, бихте ли пояснили тяхното значение? В последните години, около зелената договорка, войната и енергийната рецесия, от ден на ден се приказва за произвеждане и предпазване на водород. Технологията съществува от дълго време, може би 30 – 40 години – така наречен студено горене на водород, при което на горивна клетка се подава О2 и водород, създава се електричество и се отделя вода. Когато клетката работи в противоположен режим - като електролизьор, се подава вода и електричество, а се създава водород и О2. По този метод може да се съхранява електрическата сила. В момента АЕЦ " Козлодуй " вършат изследване какъв брой ще коства и уместно ли е да се конфигурират такива електролизьори и горивни кафези. С  тях електрическата сила, която не се употребява, може да отива за произвеждане на водород, а когато има потребност от повече електричество – посредством противоположния развой от водорода да се създаде електричество. В днешно време целият свят се пробва да усъвършенства тази технология. Има няколко автомобилни компании, които създават коли на водород, има влакове и кораби на водород, има някои производства, които напълно се ориентират да не употребяват природен газ, а да употребяват водород. Инженерно водородната горивна клетка е доста комплицирана - формирана е от разнообразни съставни елементи, има катализатори и прочие, само че сърцето на тази клетка е един полимерен материал, на който главното условие е да организира протони и да не организира електрони. За да се създава ток, би трябвало да има придвижване на електрони и при каталитичното разграждане на водорода, който има един протон и един електрон, протонът минава през мембраната, а електронът - през консуматора и от другата страна се срещат още веднъж с кислорода и се образува вода. Затова е значимо тази мембрана да не организира електрони, а единствено протони. Аз особено, се занимавам тъкмо с това - с разработване на твърди протон-проводящи електролити. Колегите от Института работим в тясно съдействие с една немска компания - ние сътворяваме тук материалите, опитваме се да ги охарактеризираме доколкото можем дали са подобаващи и към този момент в Германия, в действителни условия, се вършат сходни кафези и се тестват тези материали. Винаги съпоставяме нашите материали с известни търговски артикули, т.е. опитваме да подобрим тези артикули. Използваме най-различни техники за възстановяване на към този момент основаните търговски артикули или напълно ние вършим нови полимери, които да са по-здрави, по-евтини и да заместят известни търговски артикули, тъй че имаме непълен триумф в тази сфера. Изискванията са много строги, защото  горивните кафези са предопределени да работят на външни условия от минус 20 градуса до плюс 40, примерно. Важно е по какъв начин ще се държи клетката при рискови температури, настрана и материалите, и като цяло самата клетка каква успеваемост ще покажат във времето. Литиево-йонната батерия на телефона първоначално има максимален потенциал и устоя 2 дни, след една година - един ден, след три години – през час я зареждаме. Тук е същото и значимото е да се даде задоволително живот на горивна клетка, с цел да може да се употребява на процедура. Имаме в това отношение някакви триумфи и тук са намесени надлежно и нанотехнологиите. При изработката на тези материали използваме частици, които са с микроразмери,  могат да се погледнат на нано-ниво и се оказва, че са много ефикасни. В какво точно се състои българският принос? С нанотехнологиите и приемането на нано-композитни системи успяхме да подобрим един търговски артикул на международно известна немска компания, посредством влагането им в него. Така получената в нашия институт полимерна нанокомпозитна мембрана е с двукратно нараснала протонната проводимост, по отношение на комерсиалната. Това беше пробно открито в Германия. С Центъра за горивни кафези в Дуисбург към този момент имаме общ европейски патент и продължаваме да работим в съдействие и доразвиваме продукта.  Трудно е да се трансформира в производството, защото процесът е дълъг, само че истината е, че тази мембрана е най-малко два пъти по-евтина и минимум два пъти по-добра от комерсиалната. Как наподобява българската мембрана? Като тъничък филм. Горивната клетка съставлява един затворен съд, чийто размер е разграничен с полимерен филм – мембраната. Върху мембраната има нанесени най-различни пластове, катализатори и така нататък и тя разделя водорода от кислорода. Много значима е здравината на мембраната, тъй като водородът влиза под налягане. Ако се скъса мембраната и се смесят газовете, това ще докара до съдбовен край за цялата клетка. Впечатляващо е, че сте подобрили търговски артикул на огромен производител. Случайно ли стана? Честно казано - инцидентно стана. Ние се опитвахме да подобрим механичните свойства на мембраната – да е по-здрава, да устоя на по-високи налягания, да работи при висока температура, а и в това време да я поевтиним, тъй като използваме един естествен артикул с най-малко химическа трансформация. Това е минерал, който смиламе и го вкарваме в полимерната мембрана. Тъй като използваме на ниска цена и то естествен артикул, с цел да подобрим механичните свойства, концепцията беше многообещаваща и ние успяхме да подобрим механичните свойства и надлежно да поевтиним крайния артикул, което е също значимо. След това направихме проучванията да проверим по какъв начин се е повлияла протонната проводимост на мембраната, тъй като в последна сметка това е най-важното. Оказа се, че е извънредно добра. Оттам към този момент тръгнахме по-обстойно и по-фундаментално да изследваме механизма по какъв метод този минерал съумява да усъвършенства протонната проводимост и започнахме други разработки по нови хрумвания. Не беше инцидентно потреблението навръх този минерал, само че ние искахме единствено да подобрим механичните свойства на мембраната и не чакахме, че това ще повлияе на протонната проводимост. Понякога по този начин се получава. Как да се улесни прехвърлянето на технологии? Част от нанотехнологиите са доста авангардни, само че не всички са безвредни. Така че е мъчно, от индустриална позиция, да се работи с нано-материали и е мъчно да се провежда прехвърлянето от създаването до производството. Има миграция на наночастици към храни, също при допир с кожа и така нататък – това са част от компликациите по прехвърлянето. В Института имаме много запитвания от външни компании за създаване на технологии. Понякога от нас се желаят и невъзможни неща. В общия случай, от моите наблюдения мога да кажа, че доста внимателно се пристъпва към софтуерно възобновяване. Производителите в България са открили положителни практики - създават нещо и не са склонни да модифицират производството си, да го създадат по-ефективно или да създават по-евтин артикул със същите качества. Не са подготвени да модифицират, защото  продуктът си върви, има си пазар. Те са взели технологията отнякъде – дали от Съединени американски щати, дали от Европа, дали от Азия – отнякъде са взели подготвена технологията с машините, създават и не бързат да я сменят. Но около зелената договорка и регламентите на Европейски Съюз, става все по-наложително да се трансформират производствата и да се влага някаква сума в научни разработки, с цел да станат по-ефективни. Обаче доста малко компании са склонни да влагат, тъй като постоянно има риск. Ние като вършим даден опит, той може да е успешен, само че може и да не е успешен. От наша позиция, и неприятният резултат е прекрасен резултат, тъй като знаем, че по този начин не се получава, до момента в който за бизнеса такива неточности би трябвало да са сведени до най-малко, тъй като е обвързвано с разход на средства. Винаги инвестиция в научна разработка крие и някакъв риск. Ние не можем да обещаем на 100% -  да това ще го създадем и тази технология ще може да я трансферираме в производството. Производителите желаят 100% възвръщаемост на инвестицията при всички положения, а ние не можем да обещаем сходно нещо. Все отново, новите технологии са високорискови, само че и доста обещаващи. Определено у нас има недостиг на рисков капитал. Това мисля, че е казусът.