Фрэнсис Томас Бэкон OBE FREng FRS [1] (21 декабря 1904 — 24 мая 1992) — английский инженер , который в 1932 году разработал первый практический водородно-кислородный топливный элемент . Он используется для выработки энергии для космических капсул и спутников .
Фрэнсис Томас Бэкон родился в 1904 году в Рамсден-Холле, Биллерикей , Эссекс, Англия. Инженер Тринити-колледжа в Кембридже в 1932 году 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 бездействовало более 100 лет, пока его не возродил Бэкон. Щелочной топливный элемент (AFC), также известный как топливный элемент Бэкона по имени его изобретателя, используется 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 сообщил ему; «Без тебя, Том, мы бы не добрались до Луны». [2] После успешной посадки на Луну «Аполлона-11» 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 Уилсоном на Даунинг-стрит , 10. [3]
Бэкон был потомком семьи философа сэра Фрэнсиса Бэкона (у которого не было детей), и он получил образование в Итон-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 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 оборудованием, работающим при высоких температурах и давлениях . Первоначально он экспериментировал с использованием Гроувом активированной платиновой сетки с электролитом серной кислоты , но быстро перешел к использованию активированных никелевых электродов с водным электролитом гидроксида калия . В январе 1940 года он перешел в лабораторию Королевского колледжа в Лондоне и разработал двойной элемент: один блок генерировал газообразные водород и кислород, а другой — сам топливный элемент. Это можно было изменить так, чтобы он действовал и как электролизер , и как топливный элемент. Проблемы возникли из-за высоких рабочих температур и давлений, а также коррозионной природы химикатов.
В 1946 году в соответствии с новыми договоренностями о финансировании работа была переведена на факультет коллоидных наук Кембриджского университета . Там команде Бэкона был показан образец пористого никелевого листа, происхождение которого было настолько неясным, что оно охранялось Законом о государственной тайне . Они использовали этот лист для разработки электродов с большими порами со стороны газа и более мелкими со стороны электролита, что создавало гораздо более стабильный интерфейс, чем существовало ранее.
По мере увеличения уровня финансирования аппарат снова был переведен в то, что тогда называлось Департаментом химической инженерии . Там команда преодолела проблемы коррозии кислородного электрода, пропитав новые никелевые электроды раствором гидроксида лития с последующей сушкой и нагревом. В 1959 году при поддержке компании Marshall of Cambridge Ltd. (позже Marshall Aerospace ) публично была продемонстрирована сорокаэлементная батарея мощностью 5 кВт с рабочим КПД 60%.
Патенты на топливные элементы были лицензированы Праттом и Уитни в рамках успешной попытки обеспечить электроэнергией программу «Аполлон» по высадке человека на Луну. Топливные элементы были идеальными в этом отношении, поскольку их эффективность растет при уменьшении нагрузки , в отличие от тепловых двигателей . Водород и кислород уже находились на борту корабля для движения и жизнеобеспечения, а побочную воду можно было использовать для питья и увлажнения атмосферы капсулы.
Ближе к концу своей жизни Бэкон был консультантом инжиниринговой фирмы Energy Conversion Limited и Johnson Matthey . Он был членом-основателем Инженерного общества и первым почетным членом Европейской группы топливных элементов.