Исследователи Южного федерального университета совместно с учеными Сколтеха, Института катализа СО РАН и МГТУ имени Н. Э. Баумана разработали пятикомпонентный катализатор для водородных топливных элементов. По итогам длительных испытаний новый материал продемонстрировал активность в четыре раза выше, чем у коммерческого аналога. Об этом сообщили в пресс-службе ЮФУ.

Катализатор включает платину, палладий, медь, никель и кобальт. Специалисты химического факультета ЮФУ разработали метод синтеза пятикомпонентных металлических наночастиц малого размера, которые равномерно распределяются по поверхности углеродного носителя. Как отметил ведущий научный сотрудник химического факультета ЮФУ Сергей Беленов, стабильность катализаторов является ключевым фактором при создании высокоэффективных низкотемпературных топливных элементов. Получение подобных сложных систем представляет не только фундаментальный научный интерес, но и демонстрирует перспективы коммерческого применения благодаря высокой стабильности, в том числе для массового использования в автомобилях и станциях генерации энергии.

Катализаторы для топливных элементов обычно изготавливаются на основе платины — эффективного, но дорогостоящего металла. Для снижения стоимости ее смешивают с более доступными металлами. При синтезе таких материалов часть металлов может оставаться в окисленном состоянии, а атомы распределяться неравномерно, поэтому материал дополнительно подвергается термической обработке. Ученые впервые в реальном времени проследили процессы, происходящие с наночастицами сплава при нагреве от 300 до 600 градусов Цельсия. Было установлено, что при температуре выше 400 градусов структура сплава начинает перестраиваться, а его поверхность обогащается платиной, которая отвечает за скорость реакции.

Как отмечает эксперт Среднерусского института управления-филиала

РАНХиГС Сергей Федотов, разработка катализатора, превосходящего по активности коммерческие аналоги, указывает на прогресс в области создания материалов для водородной энергетики. Снижение стоимости катализаторов за счет использования более доступных металлов в сочетании с сохранением высокой эффективности открывает перспективы для расширения применения топливных элементов. Понимание процессов, происходящих при термической обработке многокомпонентных сплавов, позволяет совершенствовать методы синтеза и создавать стабильные материалы, пригодные для использования в транспортных средствах и стационарных энергетических установках.

Пожалуйста, оцените

(Голосов нет. Станьте первым!)

Загрузка...