Дешевые водородные топливные элементы не за горами

Ученые выяснили, как избежать применения дорогостоящей платины в водородных топливных элементах.

Последние — это безвредные для среды устройства (что называется «eco-friendly»), которые вполне могли бы заменить существующие источники энергии во всем, начиная от устройств персональных данных до автомобилей. Сегодня купить автозапчасти через интернет достаточно просто, и в ближайшем будущем к ним наверняка присоединятся и топливные элементы.

В работе, опубликованной в издании Science,  ученые Ганг Ву, Кристина Джонстон и Петр Зеленай, а также Карен Мо из Ок-риджской национальной лаборатории описали использование катализатора без платины в катоде водородного топливного элемента.

Избавление от платины решает существенную экономическую проблему, связанную с потоковым производством водородных топливных элементов.

Полимерно-электролитные водородные топливные элементы преобразуют водород и кислород в электричество. Эти элементы могут увеличиваться и последовательно объединяться для более мощных устройств, включая автомобили.

В оптимальных условиях такой элемент производит воду в качестве побочного продукта и не выделяет парниковых газов. Но использование платины сводило к минимуму всю выгоду, а стоимость грамма платины на розничном рынке могла подскочить еще более вследствие применения в топливных элементах.

Ученые из Лос-Аламоса разработали катализаторы из недрагоценного металла для той части топливного элемента, которая реагирует с кислородом. Катализаторы, использующие углерод (частично полученный из полианилина в ходе высокотемпературного процесса), а также недорогое железо и кобальт вместо платины, обеспечивают высокую мощность, хорошую эффективность и долговечность.

Ученые выяснили, что такие топливные элементы не только генерируют сопоставимый с дорогими элементами ток, но и лучше выдерживают процесс, при котором катализаторы из драгоценных металлов быстро приходят в негодность.

Ученые уже подали заявку на патент для нового топливного элемента.

«Нам повезло обнаружить относительно недорогой и долговечный катализатор», сказал Зеленай. «По сравнению с платиной его стоимость вообще стремится к нулю, и таким образом мы преодолели основной экономический барьер, стоявший на пути производства водородных топливных элементов».

Далее ученые намерены лучше понять механизм, лежащий в основе углеродно-железно-кобальтового катализатора, что в итоге приведет к его усовершенствованию и дальнейшему увеличению эффективности и долговечности.

22.04.2011