Химики из Копенгагена ускоряют разработку водородных автомобилей

Безопасные для климата топливные элементы для водородных автомобилей становятся на шаг ближе.

Исследователи с кафедры химии Копенгагенского университета показали, как построить топливные элементы, которые генерируют столько же электричества, что и текущие модели, но требуют для создания заметно меньше редкой и ценной платины.

Недавно результаты открытия были опубликованы в издании Nature Materials.

Более дешевые водородные автомобили с новыми топливными элементами

Топливные элементы призваны заменить двигатели внутреннего сгорания в автомобилях. Они лучше подходят для климата и окружающей среды. Отчасти потому, что используют топливо намного более эффективно, а отчасти по той причине, что не выделяют ни дыма, ни смога, ни CO2.

К сожалению, у топливных элементов существуют технические ограничения. Они работают, только если содержат в качестве катализатора драгоценный металл, платину, которая встречается в естественной среде реже золота, и потому стоит дороже. Именно платина является весьма существенным препятствием на пути развития генераторов энергии с низким энергопотреблением.

«Снижение потребности в платине является весьма реалистичным. И это послужит значительным финансовым преимуществом проекта», сообщил доцент Маттиас Аренц.

Сниженная потребность в металле повышает экономическую выгоду

В сотрудничестве с исследователями из Технического университета Мюнхена и института Макса Планка Аренц разработал и протестировал множество катализаторов для топливных элементов. Аренц уверен, что его открытие может представить путь для экономически рентабельного производства топливных элементов.

«В лабораторных испытаниях мы показали, что можем производить тот же объем электроэнергии с использованием лишь пятой доли от привычного количества платины», заверил ученый.

Один из наиболее дорогих элементов

Платина — один из самых редких элементов на планете. Большая часть, порядка 80% от мирового запаса, добывается в Южной Африке. Еще 10% — в России. Этот металл стратегически важен.

В 2012 году общемировая добыча составила 179 метрических тонн. Для сравнения: золота добыли в объеме 2700 тонн. И если в 2010 году стоимость платины составляла 1600 долларов за унцию, золото продавалось по цене 1300 долларов за унцию.

Листы, частицы и наночастицы

Топливные элементы производят электричество из водорода и кислорода в ходе так называемой каталитической реакции, которая ускоряется благодаря платине. Наибольший эффект достигается в ходе протекания газов через платиновый лист или платиновую пленку, но это требует значительного количества дорогостоящего элемента. Современные топливные элементы вместо этого сделаны с применением частиц или небольших платиновых гранул. Исследовнаие, проведенное Аренцом, показало, что такие гранулы можно поместить наиболее эффективно.

В пять раз больше электричества на каждый грамм металла

В ходе лабораторного тестирования современные катализаторы произвели примерно 1 ампер на каждый миллиграмм металла. Группа Аренца разработала катализатор топливных элементов, который достиг уровня 8 ампер на каждый миллиграмм платины. Все потому, что ученые использовали меньшие по размеру платиновые гранулы. Но осторожные измерения выявили кое-что более удивительное.

Неожиданный эффект

Ключевой фактор, который привел к экономии платины, ранее никогда обнаружен не был. Ученые произвели множество катализаторов с изменением размеров частиц платины. Случайным образом в нескольких образцах частицы были использованы более плотно, и выяснилось, что эта плотность намного существенней размера. Эффект ученые назвали «эффектом близости частиц».

В дальнейшем необходимо будет разработать химический метод производства плотных катализаторов в промышленном масштабе. У Аренца уже есть несколько идей, как это осуществить. Дело за грантами.

22.07.2013


Подписаться в Telegram



Транспорт

Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа

Судостроительное предприятие Чкаловская судове...

Томск беспилотный: в городе открыт уникальный центр беспилотников
Томск беспилотный: в городе открыт уникальный центр беспилотников

Сегодня, 13 февраля, полномочный представитель...

Казанские ученые разработали систему для групповой работы дронов
Казанские ученые разработали систему для групповой работы дронов

Исследователи из Казани разработали алгор...

Новая система расширяет возможности беспилотных автомобилей
Новая система расширяет возможности беспилотных автомобилей

Беспилотные автомобили больше не далекая ...

9 из 10 новых автомобилей в Норвегии — полностью электрические
9 из 10 новых автомобилей в Норвегии — полностью электрические

Норвегия стоит на пороге того, чтобы стат...

Вертолеты-«косатки» Ми-8МТВ-1 совершили перелет в 6300 км
Вертолеты-«косатки» Ми-8МТВ-1 совершили перелет в 6300 км

Два вертолета Ми-8МТВ-1 перелетели из Каз...

NE: Батареи для электромобилей могут прослужить на 40% дольше, чем ожидалось
NE: Батареи для электромобилей могут прослужить на 40% дольше, чем ожидалось

Аккумуляторы электромобилей, подвергающихся об...

В Пензе разработали бионический подводный дрон
В Пензе разработали бионический подводный дрон

Новый подводный аппарат разработали в Пен...

В ОЭЗ «Алабуга» для перевозки грузов запустили роботы-грузовики
В ОЭЗ «Алабуга» для перевозки грузов запустили роботы-грузовики

6 автономных грузовых электрокаров Evocargo N1...

В НовГУ придумали, как сканировать дефекты дорожного полотна
В НовГУ придумали, как сканировать дефекты дорожного полотна

В лаборатории беспилотных систем и цифров...

Ростех поставил новые вертолеты Ми-8МТВ-1 в российские регионы
Ростех поставил новые вертолеты Ми-8МТВ-1 в российские регионы

Холдинг Вертолеты России передал Государственн...

Communications of the ACM: Беспилотные авто Tesla можно сделать дешевле
Communications of the ACM: Беспилотные авто Tesla можно сделать дешевле

К 2025 году на дорогах появятся миллионы ...

На ДЭФ показали макет экологичного водородного поезда
На ДЭФ показали макет экологичного водородного поезда

В Южно-Сахалинске стартовал Дальневосточный эн...

Одной бедой меньше: в МФТИ создадут новый способ проверки качества дорог
Одной бедой меньше: в МФТИ создадут новый способ проверки качества дорог

Сотрудники отдела радиофотоники МФТИ создали т...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Cell Reports: Голодание приносит пользу взрослым, но создает риск для подростков
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
Легкие и прочные: как Al-Sc сплавы покоряют промышленность
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
69 ученых, которые меняют мир: история успеха из Нижнего Новгорода
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Невидимые враги: как ароматизаторы превращают ваш дом в угрозу для здоровья
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как взрываются звезды: открытия, которые меняют наше представление о Вселенной
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Как получить инструмент будущих инженеров бесплатно, если ты студент
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
Спасти жизнь за минуты сможет кетамин в борьбе с эпилептическим статусом
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
От шахт до чистой энергии: путь австралийской горнодобывающей промышленности
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Без капитана, но с комфортом: в Нижнем Новгороде строят судно без экипажа
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Цикорий и кобальт: дуэт против рака, бьющий точно в цель
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Больничные раковины и невидимый враг, который в них живет
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Лазер, графен, полимер: как создают электронику, которую можно сгибать
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Ученые объединили два прибора в один, чтобы лучше анализировать газы
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Световые качели: физики открыли новый способ управлять светом
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям
Удаленка навсегда: как бизнес адаптируется к новым реалиям

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
В Калуге обсудили меры поддержки молодых учёных региона
Международные эксперты оценили разработанную для нижегородского завода технологию