Топливным элементам платина больше не нужна

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории разработали топливный элемент, которому не требуется дорогостоящая платина. Новая водородная топливная ячейка может стать экологически чистой заменой современным источникам энергии, которые используются повсеместно – от портативных компьютеров до автомобилей.

В катодах современных водородных топливных элементов в качестве катализатора используется платина. Этот драгоценный металл стоит дороже золота, что мешает широкому применению перспективного водородного топлива. Американским ученым удалось избавиться от этого, самого дорогостоящего, компонента топливных элементов.

Полимер-электролитные водородные топливные элементы эффективно преобразуют водород и кислород в электричество. Отдельные топливные ячейки могут объединяться в пакеты и позволяют питать энергозатратные механизмы, такие как автомобильный транспорт. При этом, топливные элементы выделяют обычную чистую воду, а не токсичные соединения и парниковые газы, как двигатель внутреннего сгорания на нефтяном топливе.

К сожалению, топливные элементы очень дороги. В основном высокая цена объясняется стоимостью платинового катализатора, который обеспечивает реакции, необходимые для производства электричества. Увеличение спроса на платиновые катализаторы может повысить стоимость этого драгоценного металла, которая превысит отметку в 1800 долл. за унцию (золото стоит около 1500 долл. за унцию).

Ученые из Лос-Аламоса смогли найти замену платине и создали катализатор, использующий углерод (частично полученный из полианилина в ходе высокотемпературных процессов) и недорогие железо и кобальт.

Новый катализатор уже продемонстрировал высокую выходную мощность, хорошую эффективность и большой срок службы. При этом новый катализатор не только дает выходную мощность, сравнимую с "платиновыми" элементами, но и легче переносит резкие перепады в потреблении энергии, характерные для движущегося в городе автомобиля.

Углерод-железо-кобальтовый катализатор также оказался способен более эффективно преобразовывать водород и кислород в воду. По этому показателю новый катализатор уже превзошел самые современные катализаторы на основе платины. Повышенная эффективность означает, что внутри топливной ячейки образуется меньше перекиси водорода, которая может наполовину снизить выходную мощность и повредить мембраны топливных элементов.

Следующим шагом команды ученых будет детальное изучение механизма работы нового катализатора и дальнейшее повышение доли недрагоценных металлов в перспективном источнике энергии.