Новый катализатор платиновых наночастиц поможет в создании стабильных топливных элементов

Ученые разработали катализатор и подложку катализатора, которые приведут к созданию почти идеальных топливных элементов.

Последние будут стабильными, не выходящими из строя, недорогими и устойчивыми к угарному газу, сообщается в издании Американского химического общества от 12 июля 2010 года.

Исследование «Highly Stable and CO-Tolerant Pt/Ti0.7W0.3O2 Electrocatalyst for Proton-Exchange Membrane Fuel Cells» было проведено во главе с профессорами химии Гектором Абруной и Френсисом ДиСальво из Корнелльского университета, а также постдокторантом Дели Вонг и другими.

Водородные топливные элементы — это привлекательная альтернатива для автомобилей, использующих в качестве топлива бензин. Они обладают потенциалом питать автомобили в течение длинных расстояний, используя водород в качестве топлива, а также смягчают выработку углекислого газа и создают выбросы лишь в виде водного пара.

Однако в принципе такие топливные элементы требуют для работы водород без примесей. это значит, что топливо не должно содержать угарный газ, а процесс очистки слишком дорог, чтобы сделать такие топливные элементы коммерчески выгодными.

Суть работы топливных элементов заключается в электрохимическом разложении топлива вместо сжигания и в преобразовании энергии непосредственно в электричество.

Проблема состоит в том, что платина и сплавы платины/рутения, которые часто используются в качестве катализаторов в протонообменной мембране топливных элементов, дороги и легко теряют эффективность под воздействием даже незначительного уровня угарного газа.

Чтобы создать каталитическую систему, которая выдерживает большие объемы угарного газа, Абруна, ДиСальво и коллеги поместили платиновые наночастицы на подложку из оксида титана с добавлением вольфрама для увеличения электрической проводимости.

Исследование показывает, что новый материал работает с топливом, содержащим целых 2% угарного газа (это почти в 2000 раз больше, чем способно вывести из строя платиновые катализаторы). Кроме того, новый материал прочнее и дешевле чистой платины.

«С новым катализатором вы можете использовать значительно менее чистый водород, и это рентабельней, так как в водороде, добытом из нефти, содержится много угарного газа, а очистка от примеси — очень дорогая процедура», сказал Абруна.

Теперь исследователи готовятся испытать катализатор в настоящих топливных элементах. «Пока все говорит об успехе», считает Абруна, ведь в ходе эксперимента, сравнивающего работу нового материала с чистой платиной, последняя слишком быстро вышла из строя.

03.08.2010