Инженеры из корейского университета KAIST разработали инновационный катализатор, который позволяет использовать жидкий аммиак в качестве прямого топлива для выработки электричества. Новая технология демонстрирует рекордную мощность и феноменальную устойчивость к разрушению при высоких температурах. Статья ученых опубликована в журнале Nano-Micro Letters.
Аммиак все чаще рассматривается как топливо будущего. В отличие от водорода, его легко хранить и транспортировать в жидком виде, а при сжигании он не выделяет углекислый газ. Однако прямое использование аммиака в топливных элементах ранее неизбежно приводило к быстрому химическому разрушению никелевых деталей.
Инновационная структура
Для решения этой проблемы исследовательская группа разработала принципиально новую структуру катализатора. Ученые объединили «высокоэнтропийный» оксид, состоящий из тщательно подобранной смеси множества элементов, с металлическими наночастицами, спонтанно образующимися на поверхности.
Такая архитектура не только снижает энергетический барьер для расщепления молекул аммиака на водород, но и надежно защищает систему от структурного коллапса. Наночастицы металлического сплава продемонстрировали каталитическую активность, значительно превышающую показатели обычных монометаллических аналогов.
Энергия в миниатюре
Топливный элемент с новым катализатором показал максимальную плотность мощности в 2,04 Вт на один квадратный сантиметр при температуре 700 градусов Цельсия. Это означает, что прибор размером с ноготь способен бесперебойно вырабатывать внушительный объем чистой энергии.
Во время тестов устройство стабильно проработало более 255 часов в крайне жестких температурных условиях, доказав свою долговечность. Это открытие станет мощным драйвером для коммерциализации портативных аммиачных энергосистем и развития безуглеродной генерации.
Ранее ученые нашли способ сделать зеленые батареи для водородных машин мощнее.
