Специалисты Исследовательского центра им. Гельмгольца предложили идею использования в автономных подводных аппаратах вместо литиевых аккумуляторов топливных элементов, вырабатывающих электричество из водорода и кислорода. Водород заливается в надежные баки из сплава гидрида металла, формируя связи на атомном уровне, а кислород поступает непосредственно из морской воды.

Таким образом, нет необходимости размещать на борту аппарата контейнер для кислорода. Это позволяет увеличить объем бака для водорода, чтобы увеличить плотность энергии системы и снизить эксплуатационные расходы. В результате подводные аппараты смогут находиться в автономном плавании значительно дольше, пишет IE.

Для выработки электричества из водорода и кислорода инженеры использовали топливные элементы с протонообменной мембраной, но главная инновация — «искусственные жабры». Для получения кислорода из воды была разработана специальная мембрана из полиоктилметилсилоксана (ПОМС), гидрофобного полимера, который широко используется в газовой отрасли. Он обеспечивает повышенную проницаемость кислорода по сравнению с другими полимерами. Мембрана толщиной 4 мкм позволяет проникать кислороду, но удерживает жидкую воду. Из-за градиента давления кислород рассеивается по мембране.

Побочные продукты реакции — водяной пар и тепло — требуют дополнительной системы теплообмена. По мнению авторов изобретения, «искусственные жабры» и водородные топливные элементы смогут значимо повысить производительность автономных подводных аппаратов.

Американская компания Bloom Energy заявила о крупном прорыве в технологии топливных элементов. Разработанное ими устройство отличается высокой гибкость и может работать на природном газе, водороде или сочетании этих двух носителей энергии. Более того, новые топливные элементы выбрасывают в атмосферу незначительное количество загрязняющих веществ.