Новый подход ломает классические представления о конструкции топливных элементов. Вместо использования множества слоев с разным химическим и фазовым составом, уральские исследователи впервые предложили применять для анода, катода и электролита материалы с одинаковой ионной основой. Это решение кардинально снижает химическое взаимодействие между слоями, что является основной причиной деградации и выхода из строя традиционных элементов. Высокое химическое сродство материалов обеспечивает устройству стабильность и долговечность.
Важным экономическим преимуществом разработки является ее ориентированность на отечественные материалы. Самыми дорогими реагентами в производстве являются соединения лантана и галлия, добыча которых налажена в России. Это открывает путь к созданию полностью импортонезависимого производства.
Лабораторные испытания опытных образцов уже подтвердили их исключительную надежность. В условиях экстремальной восстановительной атмосферы, создаваемой водородсодержащими газами, новые элементы проработали более 950 часов с минимальной деградацией, сохранив низкое сопротивление при температуре 800 градусов Цельсия. Такой результат позволяет прогнозировать многолетнюю бесперебойную работу устройств на их основе.
Следующим этапом исследований, как отметил старший научный сотрудник Денис Осинкин, станет масштабирование технологии. Ученым предстоит перейти от лабораторных образцов к высокопроизводительным методам производства, таким как шликерное литье, чтобы создавать элементы больших геометрических размеров. После этого необходимо будет испытать их работу не только поодиночке, но и в составе батареи (стэка), что является ключевым шагом на пути к коммерциализации. Внедрению же подобных инноваций в повсеместное пользование сегодня препятствуют в основном инфраструктурные проблемы, такие как высокая стоимость и сложности доставки водорода.
Ранее стало известно, что исследователи из России подготовили детальный проект, в рамках которого в ближайшие два года ученые планируют изготовить и установить на самосвал БелАЗ-7530 генератор энергии на базе водородных топливных элементов.
