Способы добычи энергии из водорода известны более ста лет, но свой путь на потребительский рынок он начинает только сейчас. Полученное из водорода электричество по многим параметрам лучше традиционного, при этом его использование не ведет к загрязнению окружающей среды. Пионеры этой отрасли есть и в России. "Ъ" попытался понять, зачем кому-то развивать подобные технологии в "энергетической сверхдержаве".
Фото: Василий Шапошников, Коммерсантъ / купить фото
Водород — самый распространенный химический элемент во Вселенной и второй по числу атомов на Земле. Он составляет основную массу воды и любых биологических организмов. При этом, будучи правильно подготовлен, технически он вполне может заменить нефтепродукты в качестве топлива. Его преимущества очевидны. Во-первых, при сгорании образуется вода, а не ядовитый и вызывающий парниковый эффект диоксид углерода. Во-вторых, коэффициент полезного действия водородных двигателей выше, чем бензиновых или дизельных. Именно поэтому он часто используется в качестве топлива в ракетостроении.
Гендиректор компании HandyPower Ринат Нафиков считает, что мобильные телефоны тоже вполне могут работать на водородной энергии. Он показывает корреспонденту "Ъ" серебристую коробочку, напоминающую пульт от телевизора. Это рабочий прототип устройства, которое может преобразовывать воду и алюминий в электричество, необходимое для зарядки электронных устройств. Схема работы устройства достаточно проста. В него вставляются картриджи, содержащие воду, и специальным образом подготовленный порошок алюминия, вступающий в реакцию с водой при комнатной температуре. В обычных условиях реакция алюминия с водой не происходит из-за оксидной пленки, которой он покрыт. Ученые поняли, как сделать так, чтобы при контакте с алюминием вода расщеплялась и получался чистый водород. Он идет в камеру, которая закрывается протонно-обменными мембранами. Водород окисляется на мембранах, вырабатывается электрический ток, который преобразуется и подается на USB-порт.
Несмотря на то что технология выглядит футуристично, ее основы были заложены еще в Институте высоких температур Академии наук СССР (ныне ОИВТ РАН). Центр трансфера технологий РАН (ЦТТ РАН) и "Роснано" взялись коммерциализировать разработки в 2012 году, и в 2015-м проект вплотную приблизился к началу промышленного производства. В России среди предпринимателей принято считать, что союз науки, промышленности и государственных инновационных фондов себя не оправдывает, но только не в этом случае. "Мы, по-моему, первая компания, которая прошла всю инновационную лестницу именно так, как задумывалось",— усмехается господин Нафиков. Сначала ЦТТ РАН и "Роснано" создали стартап на базе разработки НИИ РАН, далее был грант Фонда Бортника, затем инвестиции от наноцентров ФИОП "Роснано", следующий раунд — "Сколково" и структур Российской венчурной компании. В результате — работающий прототип, который не только функционален, но еще и не несет вреда окружающей среде.
"Экологически наш проект безупречен,— заявляет господин Нафиков.— У нас на входе — вода и алюминий, на выходе — холодный пар, который улетучивается через поры на устройстве. В картридже остается оксид алюминия, который, кстати, может использоваться в сапфировых стеклах носимой электроники, к примеру". В прототипе одного картриджа хватает для зарядки стандартного смартфона на 30-40%, в промышленной версии выход энергии планируется увеличить. Ориентировочная стоимость картриджа — 30 руб. Отработанные расходные материалы можно просто выкинуть: они в отличие от традиционных батарей полностью разлагаются в течение двух-трех лет без ущерба для окружающей среды.
Сейчас в мире, по словам господина Нафикова, над подобными устройствами работают сразу несколько стартапов. Спрос есть. "Телефоны, к примеру, становятся все более прожорливыми, а удельные характеристики аккумуляторов не меняются. Значит, должен меняться их объем. У нас удельная емкость 300-400 Вт ч на 1 кг, а у стандартных литий-ионных батарей — 100-130 Вт ч",— говорит он. Схожий немецкий проект, собравший в прошлом году $1,5 млн инвестиций через интернет, использует вместо съемных картриджей баллоны для заправки зажигалок.
HandyPower тоже собирается искать инвестиции и партнеров за рубежом, но производить продукт планирует в России. "Концепция следующая: все, что несет большую добавленную стоимость, делать в России",— замечает господин Нафиков. Производственный патриотизм подстегнул экономический кризис. По подсчетам компании, зарплата сборщика электроники в регионах уже ниже, чем в Китае. Впрочем, в плане будущих продаж компания все-таки больше рассчитывает на зарубежные рынки. Проектом уже заинтересовались азиатские производители мобильных устройств, на выставках и конференциях его преимущества удалось продемонстрировать в Финляндии, Южной Корее и США. В России успехи более скромные: большие запасы ископаемых и отсутствие экологического сознания ставят перед HandyPower серьезные вызовы на отечественном рынке.