Ученые из Корнеллского университета сделали важный шаг к удешевлению водородных топливных элементов — ключевой технологии экологичной энергетики. Главная проблема таких элементов — высокая стоимость из-за использования платины. Этот редкий металл нужен для стабильного протекания реакций в кислой среде.
Исследователи предложили принципиально иной подход: перейти на топливные элементы, работающие в щелочной среде. В таких условиях можно применять гораздо более дешевые металлы, например, никель. Однако раньше это сдерживалось низкой скоростью реакции и быстрым разрушением материала.
Разработка катализатора нового типа позволила решить эту проблему. Никель покрыли тонким слоем углерода толщиной всего в несколько атомов. Это покрытие защищает металл от повреждений, не мешая при этом прохождению электронов и протеканию необходимых реакций. В результате топливный элемент сохраняет высокую эффективность и долговечность без использования платины.
Испытания показали впечатляющие результаты: система с новым катализатором продемонстрировала выходную мощность, превышающую ключевые показатели для топливных элементов следующего поколения. Это доказывает, что доступные материалы могут не уступать традиционным платиновым системам.
Щелочная среда позволяет использовать недрагоценные металлы — никель, железо, кобальт, марганец, которые в 500−1000 раз дешевле драгоценных, таких как платина и палладий, так что вопрос стоимости отходит на второй план
Ученые отмечают, что главная задача сейчас — совершенствовать катализаторы для щелочной среды, чтобы добиться их высоко эффективности и долговечности. Успех в этом направлении сделает водородные технологии доступнее и ускорит их внедрение в транспорте и энергетике, особенно в развивающихся регионах.
Ранее Наука Mail рассказывала, что найден материал для хранения водорода в самолетах при комнатной температуре.
