Фрэнсис Томас Бэкон OBE FREng FRS [1] (21 декабря 1904 г. – 24 мая 1992 г.) был английским инженером , который в 1932 г. разработал первый практически применимый водородно-кислородный топливный элемент . Он используется для выработки энергии для космических капсул и спутников .
Бэкон был награжден орденом Британской империи королевой Елизаветой II в новогодних почестях 1967 года . В 1976 году Бэкон стал одним из основателей Fellowship of Engineering (ныне Королевская инженерная академия), национальной инженерной академии Соединенного Королевства.
Фрэнсис Томас Бэкон родился в 1904 году в Рамсден-холле, Биллерикей , Эссекс, Англия. Инженер Тринити-колледжа, Кембридж , в 1932 году он разработал топливный элемент , который использовался в рамках лунного проекта «Аполлон» в 1960-х годах. [2] Топливные элементы были впервые продемонстрированы сэром Уильямом Робертом Гроувом в 1839 году, но его изобретение в значительной степени оставалось бездействующим более 100 лет, пока его не возродил Бэкон. Щелочной топливный элемент (ЩТЭ), также известный как топливный элемент Бэкона по имени его изобретателя, использовался в космических программах НАСА с середины 1960-х годов для выработки энергии для спутников и космических капсул . Президент США Ричард Никсон приветствовал Бэкона в Белом доме и сказал ему: «Без тебя, Том, мы бы не добрались до Луны». [2] После успешной посадки Аполлона-11 на Луну в июле 1969 года Том и его жена Барбара встретились с астронавтами Нилом Армстронгом , Баззом Олдрином и Майклом Коллинзом на приеме, устроенном премьер-министром Великобритании Гарольдом Вильсоном на Даунинг-стрит , 10. [3]
Бэкон был потомком семьи философа сэра Фрэнсиса Бэкона (у которого не было детей), и он получил образование в Итонском колледже и Тринити-колледже в Кембридже . После Кембриджа он стал учеником в инженерной фирме Ньюкасла, принадлежавшей сэру Чарльзу Парсонсу , и находился под его сильным влиянием.
Принцип действия топливного элемента был продемонстрирован сэром Уильямом Гроувом в 1839 году, а другие исследователи экспериментировали с различными формами топливных элементов. Однако в отличие от предыдущих работников в этой области, Бэкон был инженером, и ему было комфортно работать с машинами, работающими при высоких температурах и давлениях . Сначала он экспериментировал с использованием Гроувом активированной платиновой сетки с электролитом из серной кислоты , но быстро перешел к использованию активированных никелевых электродов с водным электролитом из гидроксида калия . В январе 1940 года он перешел в лабораторию Королевского колледжа в Лондоне и там разработал двойную ячейку, с одним блоком для получения газов водорода и кислорода, а другим для самого топливного элемента. Это можно было перевернуть так, чтобы он действовал как электролизер и топливный элемент. Проблемы возникали из-за высоких рабочих температур и давлений, а также коррозионной природы химикатов.
В 1946 году, в соответствии с новыми условиями финансирования, работа была переведена на кафедру коллоидной науки Кембриджского университета . Там группе Бэкона показали образец пористого никелевого листа, происхождение которого было настолько неясным, что оно было защищено Законом о государственной тайне . Они использовали этот лист для разработки электродов с крупными порами на стороне газа и более мелкими на стороне электролита, что создало гораздо более стабильный интерфейс, чем существовавший ранее.
По мере увеличения финансирования аппарат снова переместили в тогдашнее отделение химической инженерии . Там команда преодолела проблемы коррозии кислородного электрода, замачивая новые никелевые электроды в растворе гидроксида лития с последующей сушкой и нагреванием. В 1959 году при поддержке Marshall of Cambridge Ltd. (позже Marshall Aerospace ) была публично продемонстрирована сорокаэлементная батарея мощностью 5 кВт с эффективностью работы 60%.
Патенты на топливный элемент были лицензированы Pratt and Whitney в рамках успешной заявки на поставку электроэнергии для программы Apollo по высадке человека на Луну. Топливные элементы были идеальными в этом отношении, поскольку они имели растущую эффективность с уменьшением нагрузки , в отличие от тепловых двигателей . Водород и кислород уже были на борту корабля для движения и жизнеобеспечения, а побочный продукт вода могла использоваться для питья и увлажнения атмосферы капсулы.
Ближе к концу своей жизни Бэкон был консультантом инжиниринговой фирмы Energy Conversion Limited и Johnson Matthey . Он был основателем Fellowship of Engineering и первым почетным членом European Fuel Cell Group.