Подводные беспилотники будут "пить" морскую воду и работать намного дольше

Сегодняшние воздушные дроны занимаются фото- и видеосъёмкой, участвуют в научных исследованиях, отслеживают пожары, доставляют заказы интернет-магазинов и выполняют множество других задач. Следующей стихией, которую также эффективно могут освоить беспилотные аппараты является Мировой океан.

Учёные давно обсуждают перспективы использования полностью автоматических подводных лодок для мониторинга популяций морских обитателей, сбора проб и сопровождения аквалангистов. Но в настоящее время ёмкость аккумуляторов сильно ограничивает такие аппараты по времени и дальности действия.

Стартап Open Water Power (OWP), созданный командой из Массачусетского технологического института (MIT), предлагает решение, которое позволяет подпитывать батарею за счёт морской воды, увеличивая её ресурс в десять раз.

Как правило, на беспилотные подводные аппараты устанавливают литий-ионные аккумуляторы, с которыми связан ряд проблем. Во-первых, они подвержены риску возгорания, а значит, на такие устройства нельзя устанавливать баллоны с воздухом. Во-вторых, эти источники питания сильно ограничены по мощности и требуют частой зарядки или замены. В результате автономные субмарины приходится доставлять на место работы с помощью вспомогательного судна, которое также несёт дополнительные батареи.

В пресс-релизе MIT команда проекта OWP сравнивает своё изобретение с автомобильным двигателем, который использует воздух в качестве окислителя для сжигания топлива. Их батарея аналогичным образом потребляет морскую воду.

"Наша система питания может пить морскую воду и выбрасывать отходы, которые в отличие от наземных двигателей, абсолютно безвредны", – говорит один из авторов работы Айан Салмон Маккей (Ian McKay).

Новая батарея состоит из анода, легированного алюминием, и катода, легированного никелем, разделённых щелочным электролитом. Когда внутрь системы поступает морская вода, катод разделяет её на гидроксид-анионы и газообразный водород. Анионы вступают в реакцию с анодом, образуя гидроксид алюминия и свободные электроны, которые используются для питания цепи.

Единственным расходным материалом является алюминиевый анод, который со временем полностью разъедается. Но авторы изобретения отмечают, что затраты на его замену не идут в сравнение с полученной выгодой от увеличения срока службы аккумуляторов.

Разработчики рассчитывают в скором времени испытать своё детище. В настоящее время компания работает совместно с ВМС США. Новыми аккумуляторами для начала оснастят акустические датчики, которые используются для обнаружения подводных лодок противника. Ещё одним испытательным проектом станет сотрудничество с Riptide Autonomous Solutions, чьи беспилотники для подводной съёмки уже путешествуют на 185 километров на одной зарядке. Объединение технологий по расчётам инженеров может увеличить эту цифру до 1852 километров.

Напомним, что разработкой аккумулятора, работающего на морской воде, занимается и команда исследователей из Кореи, о чьих достижениях проект "Вести.Наука" сообщал ранее.