Топливные элементы заменят батареи

Молодая компания нашла способ изготовления топливных элементов из кремния, который, как она утверждает, улучшит их рабочие характеристики и удешевит производство. Появления на рынке топливных элементов для сотовых телефонов и ноутбуков ожидают уже в будущем году. В отличие от микропроцессоров и жестких дисков или памяти, батареи не совершенствуются в быстром и предсказуемом темпе. Это вынуждает компании искать альтернативные источники питания или разрабатывать дополняющие батареи продукты. Как объяснил директор Neah Power Systems Дэвид Дорейм (David Dorheim), компания предлагает заменить в топливных элементах полимерную мембрану несколькими слоями пористого кремния. Современные топливные элементы вырабатывают энергию в ходе химической реакции окисления метанола. Реагенты поступают через электроды на пластмассовую мембрану и через нее вступают в контакт. В результате расщепления метанола освобождаются электроны, используемые для питания электрической нагрузки. Затем побочные продукты реакции воссоединяются, получая электроны из воды и двуокиси углерода. Количество вырабатываемых топливным элементом электронов напрямую зависит от площади поверхности мембраны. Чтобы повысить их мощность, приходится увеличить размеры системы. К тому же полимерные мембраны могут рваться и протекать. В топливных элементах Neah для увеличения площади поверхности применяются многослойные кремниевые чипы, пронизанные порами. Так же как Греция — благодаря своим островам и изрезанной береговой линии — имеет почти такую же протяженность побережья, как Северная Америка, общая поверхность чипов Neah — благодаря порам — значительно превышает площадь поверхности большинства полимерных мембран. В результате кремниевый чип позволяет вырабатывать больше энергии, чем полимерная мембрана, — при одинаковых габаритах. Компания утверждает, что ее топливный элемент на восьми пористых чипах, от которого можно запитывать стандартный ноутбук, по габаритам будет не больше стандартной батареи для лаптопа. «Поверхность, на которой происходит реакция, увеличивается очень заметно, — говорит Дорейм. — Мы уже полгода ведем переговоры с производителями ноутбуков». К тому же кремний позволяет использовать в качестве источника кислорода не атмосферный воздух, а перекись водорода. Это ведет к повышению концентрации кислорода и к еще большему увеличению мощности элемента. Важно и то, что технология обработки кремния хорошо известна. «Наука уже 40 лет имеет дело с кремнием», — отмечает Дорейм. Чипы можно производить на том же оборудовании, которое используется в полупроводниковой индустрии. Чипы Neah значительно отличаются от обычных — большинство патентов компании относится к способам изготовления пористого кремния, — но существующее производственное оборудование остается пригодным. Один топливный элемент компании позволяет запитывать ноутбук в течение шести-восьми часов. Neah, как и другие производители топливных элементов, ищет способы, которые позволили бы самим пользователям заправлять их метанолом. Кроме того, отраслевые союзы, такие как U.S. Fuel Cell Council, работают с соответствующими ведомствами над правилами создания и утверждения стандартов по этим продуктам. Несмотря на интригующую концепцию, компания признает, что работа пока находится на начальных стадиях. Neah продемонстрировала концепцию в лаборатории и надеется создать рабочую демонстрационную модель к концу года. Появления продукта в магазинах можно ждать не раньше 2005 года. Материалы, используемые в топливных элементах, не дешевы. Как и у всех топливных элементов, активная поверхность элемента Neah покрыта платиной и рутением — двумя относительно дорогими материалами. В число инвесторов компании, созданной в 1999 году, входят Alta Partners, Frazier Technology Ventures и Intel Capital. Пока компания, в которой 28 сотрудников, собрала от 7 до 10 млн $ финансирования. Аналитики заинтересовались подходом Neah. «Конечно, у них еще нет осязаемого продукта, но сама идея интересна, — говорит главный аналитик Mercury Research Дин Маккаррон (Dean McCarron). — Она решает многие проблемы топливных элементов... На данном этапе подход Neah выглядит очень привлекательно».