(foto) Savanţii germani au inventat POWERPASTE – o soluţie care poate revoluționa industria auto şi a transporturilor

Motoarele pe benzină și diesel, care sunt alimentate cu combustibili fosili, vor trebui în curând eliminate din cauza schimbărilor climatice pe care le produc. În schimb, vor fi necesare noi sisteme de propulsie.

Un combustibil cu un potențial mare este hidrogenul, deja considerat de mulți specialiști drept viitorul tehnologiei de propulsie.

Actualele vehicule propulsate cu hidrogen sunt echipate cu un rezervor armat care este alimentat la o presiune de 700 bari. Acest rezervor alimentează o celulă de combustibil, care transformă hidrogenul în electricitate. La rândul său, aceasta acționează un motor electric pentru a propulsa vehiculul.

În cazul autoturismelor, această tehnologie este foarte avansată, câteva sute de automobile cu hidrogen fiind deja în funcțiune pe (auto)străzile germane, cel puţin. În același timp, se intenționează ca rețeaua de stații de hidrogen din Germania să crească de la 100 la 400 în următorii trei ani.

Cu toate acestea, hidrogenul nu este în prezent o opțiune pentru vehiculele mici, cum ar fi scuterele electrice și motocicletele, deoarece presiunea în timpul realimentării ar fi prea mare. Să însemne asta că astfel de maşinării nu vor vedea o asemenea tehnologie în aplicare în vecii vecilor?

Şi iată că a apărut o alternativă revoluţionară de stocare a hidrogenului în locul rezervoarelor care mai şi ocupă mult loc – POWERPASTE! Această pastă inovativă oferă un mod sigur de stocare a hidrogenului, într-o formă chimică ușor de transportat și distribuit, fără a fi nevoie de o rețea costisitoare de stații de alimentare dedicate. Aceasta se bazează pe hidrură de magneziu solidă și a fost dezvoltată de o echipă de cercetători de la Institutul Fraunhofer pentru tehnologie de fabricație și materiale avansate IFAM din Dresda, Germania.

„POWERPASTE stochează hidrogenul într-o formă chimică, la temperatură ambientală și presiune atmosferică, pentru a fi apoi eliberat la cerere”, explică dr. Marcus Vogt, cercetător asociat la Fraunhofer IFAM.

Și având în vedere că POWERPASTE începe să se descompună doar la temperaturi de aproximativ 250 °C, rămâne sigură chiar și atunci când vehiculul stă în plin soare timp de ore întregi.

Mai mult, realimentarea este extrem de simplă. În loc de deplasarea către o stație de alimentare, trebuie doar să se înlocuiască un cartuș gol cu unul nou și apoi să se umple un rezervor specific cu apă. Acest lucru se poate face fie acasă, fie pe drum, oriunde este disponibilă o sursă de apă potabilă.

Materia primă este magneziul, unul dintre cele mai abundente elemente și, prin urmare, o materie primă ușor disponibilă. Pulberea de magneziu este combinată cu hidrogen pentru a forma hidrură de magneziu, într-un proces efectuat la 350 °C și presiune atmosferică de 5-6 bari. Se adaugă apoi un ester și o sare metalică pentru a obține produsul finit.

La bordul vehiculului, POWERPASTE este eliberat dintr-un cartuș cu ajutorul unui piston. Când se adaugă apă din rezervorul de la bord, reacția care rezultă generează hidrogen gazos într-o cantitate ajustată dinamic la cerințele efective ale celulei de combustibil. De fapt, doar jumătate din hidrogen provine din POWERPASTE, restul provine din apa adăugată.

„POWERPASTE are astfel o densitate imensă de stocare a energiei. Este substanțial mai mare decât cea a unui rezervor de înaltă presiune de 700 bari. Și în comparație cu bateriile, densitatea de energie este de zece ori mai mare. Aceasta înseamnă că POWERPASTE oferă o autonomie comparabilă cu – sau chiar mai mare decât – benzina! Și, de asemenea, oferă o autonomie mai mare decât hidrogenul comprimat la o presiune de 700 bari”.

Cu capacitatea sa uriașă de stocare a energiei, POWERPASTE este, de asemenea, o opțiune interesantă pentru automobile, vehicule de livrare sau ca range extender pentru vehiculele electrice alimentate cu baterii. În mod similar, ar putea extinde în mod semnificativ timpul de zbor al dronelor de dimensiuni mari, care ar putea astfel să zboare timp de câteva ore, în loc de doar 20 de minute. Acest lucru ar fi foarte util pentru aplicații de monitorizare video, cum ar fi inspecția zonelor silvice sau a liniilor electrice.

Într-un alt tip de aplicație, amatorii de drumeții pedestre sau motorizate ar putea utiliza, de asemenea, o celulă de combustibil alimentată cu POWERPASTE pentru a genera electricitate, de exemplu pentru alimentarea unei cafetiere sau a unui prăjitor de pâine.

Pe lângă faptul că permite o gamă largă de aplicații, POWERPASTE posedă un alt argument important în favoarea sa. Spre deosebire de hidrogenul gazos, această pastă nu necesită o infrastructură costisitoare. Nu este necesară construirea unor stații de alimentare speciale: ca în cazul alimentărilor cu hidrogen gazos, stațiile de alimentare existente ar putea să comercializeze POWERPASTE în cartușe sau canistre. Pasta este fluidă și pompabilă.

Prin urmare, poate fi furnizată și printr-o linie de alimentare standard, utilizând echipamente relativ ieftine, iar comparativ cu stațiile de alimentare cu hidrogen gazos costurile de investiție sunt de 100 de ori mai mici, pentru fiecare pompă de combustibil.

POWERPASTE este, de asemenea, ieftin de transportat, deoarece nu sunt necesare rezervoare costisitoare de înaltă presiune și nici temperaturi extrem de scăzute pentru menținerea hidrogenului în stare lichidă.

Fraunhofer IFAM construiește în prezent o fabrică de producție pentru POWERPASTE la Centrul de Proiect Fraunhofer pentru sisteme de producție și stocare a energiei ZESS. Programată să intre în funcțiune în 2021, această nouă instalație va putea produce anual o cantitate de până la patru tone de POWERPASTE!