
Австралия ставит новые рекорды: возобновляемая энергия вытесняет уголь
12.03.2025
Чудо-батарейка, работающая на самом распространенном во Вселенной химическом элементе — водороде, становится реальностью. Новый тип катализатора без платины значительно удешевит стоимость водородных топливных элементов — перспективных источников энергии с областью применения от автономных электростанций и экологически чистого автотранспорта до ноутбуков и мобильников.
Исследовательская группа из Лос-Аламосской национальной лаборатории
Единственным продуктом реакции, протекающей в элементах такого типа, кроме, конечно, нужных в хозяйстве свободных электронов, является вода.
Принцип действия электрохимического топливного элемента водородно-кислородного типа // Academic
Необходимость использование платины в конструкции водородного топливного элемента продиктована физикой происходящих в нем процессов. Главная задача электрохимического топливного элемента — направить свободные электроны, возникающие в процессе окислительно-восстановительной реакции, сразу на совершение работы, минуя стадию интенсивного горения, как это происходит в классических тепловых генераторах энергии, работающих на окислении углерода.
Результатом такого
На аноде такого элемента, покрытом слоем катализатора, топливо
На снижение их стоимости, повышение эффективности и расширение окна рабочих режимов брошены сейчас все основные силы разработчиков. Так, жидкий электролит уже удалось заменить на специальные полимерные мембраны, умеющие пропускать только ионы, позволив таким образом уменьшить размеры элемента до рыночно приемлемых в случае их использования в мобильных гаджетах. В идеале батарея из таких элементов должна укладываться в размеры спичечного коробка со сменяемым топливным картриджем или даже меньше.
Что касается электродов-катализаторов, на которых сосредоточили свою инженерную мысль сотрудники Лос-Аламосской лаборатории, то здесь главным камнем преткновения оставалась платина.
Проблемой, собственно, был не сам металл, проявляющий замечательно стабильные и эффективные каталитические качества в подходящих температурных и влажностных режимах, а его цена, доходящая до двух тысяч долларов за унцию
Дешевый, демократичный катализатор на деле показал себя совсем не хуже платинового. Более того: финальная окислительная реакция с образованием воды шла с его участием по наиболее полному окислительному циклу без побочного выхода перекиси водорода, для нежной полимерной мембраны крайне нежелательной. Вторым приятным бонусом стало устойчивое поведение катализатора в циклах включения и выключения тока, что тоже очень важно, учитывая режимы, в которых топливные элементы и должны работать, снабжая энергией всякого рода мобильные девайсы.
В общем, чудо-катализатор оказался столь хорош, что авторы статьи, уверенные в светлом будущем своего создания и потенциально огромной цене вопроса, тут же его запатентовали.
Победные реляции, однако, несколько омрачает факт, что бесплатиновый катализатор найден пока лишь для одного из двух электродов топливного элемента — того, который запускает финальную окислительную реакцию с образованием воды. Но и тут не обошлось без бонуса: из-за специфики протекания реакции на этом электроде платины для его изготовления требуется намного больше, чем для разложения водорода на протоны, протекающего более быстро. Поэтому и экономия от замены платины на дешевые компоненты окажется более значительной.
Статью авторы резюмируют на оптимистической ноте: дальнейшее изучение кобальт-железно-углеродного катализатора, принцип работы которого ясен еще не до конца, позволит придумать эффективный бесплатиновый сплав и для второго электрода. Нет никаких сомнений, что к тому моменту подешевеют и пока что довольно дорогие протон-полимерные мембраны, а мы наконец получим дешевую батарейку, работающую на самом распространенном во Вселенной веществе — водороде.
Новости компаний 09.07.2025
Новости компаний 08.07.2025
Тема дня 01.07.2025
Новости компаний 01.07.2025
Новости компаний 20.06.2025
Технологии 17.06.2025
Традиционная энергетика 09.06.2025
Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться