Группе ученых из Open Water Power удалось создать топливный элемент, применяющий особое топливо. За основу взяты алюминий и вода – они и обеспечивают движение механизма. Представители компании заявили, что данная разработка способна стать отличной альтернативой литиевых накопителей энергии.
Использование необитаемых подводных аппаратов проводится для ряда разносторонних целей. Эти механизмы способны составить карту дна моря или океана, провести череду поисковых или спасательных операций, осуществить мероприятия разведывательного характера и т.п. Основной недостаток необитаемых аппаратов состоит в их зависимости от корабля, который выступает в роли аккумулятора. Команда корабля поставляет электроэнергию для питания подводных аппаратов посредством провода или систематической перезарядки батарей.
Чаще всего необитаемые механизмы укомплектованы литиевыми накопителями энергии. Эффективность работы таких аккумуляторов под водой невысока из-за ограниченности энергетического ресурса и повышенного давления. В процессе производства таких батарей для подводных механизмов применяют специальный корпус повышенной прочности. Он защищает содержимое литиевой батареи от высоко давления под водой, но при этом имеет довольно большой вес. Кроме того, существует опасность возгорания и даже взрыва таких аккумуляторов.
Представители компании Open Water Power сумели создать альтернативу традиционным литиевым батареям конкретно для подводных аппаратов. Их разработка представляет собой генератор энергии, который работает на воде вместо привычной топливной составляющей. Инновационная технология имеет в составе алюминиевый анод и катод из сплава никеля. Альтернативная батарея заполнена электролитом, преимущественную часть которого занимает вода. Алюминий, помещенный в воду, проявляет незначительную реакцию. Если же добавить немного щелочного компонента, то реакционная способность этого материала значительно возрастает.
Процесс генерации электричества начинается с распада воды до молекулярного водорода и гидроксильных ионов. Данная реакция сопровождается поглощением электронов из электрической цепи. Дальнейшее попадание ионов на поверхность анода сопровождается реакцией, при которой гидроксид алюминия попадает в среду электролита. Таким образом, электрическая цепь пополняется электронами. Конфигурация топливного элемента предполагает наличие специальной ловушки, в которую попадает гидроксид при прохождении воды по нему. Кроме того, в данном процессе осуществляется отвод тепловой энергии, которая выделяется во время реакции, во внешнюю среду. По оценкам создателей батареи, показатели эффективности составляют 1/3. Расход большей части энергии приходится на выделение тепла.
В ближайших планах компании проведение тестирования разработки при поддержке военно-морских сил Соединенных Штатов. По словам разработчиком, их топливный элемент способен повысить дальность действия аппаратов от 60 миль до нескольких тысяч.
Мировая практика насчитывает несколько примеров разработок в сфере подводных аппаратов. К их числу относятся подводные зарядные станции в виде атомного реактора и роботов-хранилищ энергии. Обе эти разработки пока не воплощены в реальности. Вопрос безопасности таких способов получения энергии для необитаемых аппаратов не дает реализовать проекты, по крайней мере, пока. Альтернативная батарея, работающая фактически на воде, способна стать отличной заменой опасным способам перезаряда подводных механизмов.