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

Рынок воздушных такси почти готов к взлету
Рынок воздушных такси почти готов к взлету

Такие компании как Boeing, Hyundai, Airbu...

Стэнли: робот, который выиграл грандиозный турнир DAPRA
Стэнли: робот, который выиграл грандиозный турнир DAPRA

Программа Grand Challenge была запущена Агентс...

В России собрали беспилотный самосвал с космическим экстерьером
В России собрали беспилотный самосвал с космическим экстерьером

Конструкторы Научно-технического центра ПАО&nb...

Предсерийный прототип беспилотного SMART шаттла представят летом 2022 года
Предсерийный прототип беспилотного SMART шаттла представят летом 2022 года

Инженеры Московского политехнического универси...

Как будет выглядеть транспорт будущего?
Как будет выглядеть транспорт будущего?

150 лет назад был построен первый дв...

Дроны не всегда экологичнее большегрузов
Дроны не всегда экологичнее большегрузов

Доставка посылок дронами лишь в определен...

Дышать в трубочку - вчерашний день
Дышать в трубочку - вчерашний день

Ученые из Калифорнийского университета в&...

Если скорость не отличается, зачем платить больше?
Если скорость не отличается, зачем платить больше?

Легковесный велосипед стоимостью 1000 фунтов н...

Железные дороги станут пластиковыми
Железные дороги станут пластиковыми

Неумолимо устаревающих деревянных сородичей за...

Выяснилось, как получить за автомобиль до 95% стоимости
Выяснилось, как получить за автомобиль до 95% стоимости

У любого человека в жизни возникает ситуа...

Механизмы для грузоподъемной техники обладают особой спецификой
Механизмы для грузоподъемной техники обладают особой спецификой

Производство грузовых барабанов для грузо...

Сколково будет разрабатывать беспилотники для КАМАЗа
Сколково будет разрабатывать беспилотники для КАМАЗа

Фонд Сколково и ОАО КАМАЗ заключили ...

Приборы «Швабе» на российском туре «Авиадартс – 2015»
Приборы «Швабе» на российском туре «Авиадартс – 2015»

Холдинг Швабе», входящий в Госкорпо...

В гамбургском порту прокладывают первую в Европе «умную» дорогу
В гамбургском порту прокладывают первую в Европе «умную» дорогу

Продолжая воплощать в жизнь идею умного п...

Самолеты станут дешевле и экологичней благодаря 3D-печати
Самолеты станут дешевле и экологичней благодаря 3D-печати

Ученые из Северо-западного университета у...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Созданы чернила для 3D-печати гибких устройств без механических соединений
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса