Топливные элементы для водородных автомобилей становятся более долговечными
Около 1 миллиарда легковых и грузовых автомобилей проезжают по дорогам мира. Всего несколько рейсов на водороде. Это может измениться после прорыва, достигнутого исследователями из Университета Копенгагена. Прорыва? Новый катализатор, который можно использовать для производства более дешевых и экологичных автомобилей на водороде.
Смена подхода к водородным транспортным средствам
Автомобили на водороде – редкое явление. Отчасти это объясняется тем, что они полагаются на большое количество платины в качестве катализатора в своих топливных элементах – около 50 граммов. Обычно автомобилям нужно всего около пяти граммов этого редкого и ценного материала. Действительно, в Южной Африке ежегодно добывается всего 100 тонн платины.
Подписывайтесь на наш youtube канал!
ЗАКРЫТЫЕ эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, остеопатами на закрытом аккаунте course.econet.ru
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
Сейчас ученые химического факультета Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.
«Мы разработали катализатор, который в лаборатории нуждается лишь в той части платины, которая нужна нынешним водородным топливным элементам для автомобилей». Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое необходимо для обычного автомобиля. В то же время, новый катализатор гораздо стабильнее, чем катализаторы, используемые в современных автомобилях на водородном топливе», – объясняет профессор кафедры химии Маттиас Аренц.
Топливные элементы для водородных автомобилей становятся более долговечными
Экологически устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, которые делают это возможным, что, в свою очередь, ограничивает масштабируемость. В связи с этим существующим ограничением невозможно просто заменить мировые автомобили водородными моделями в одночасье. Таким образом, новая технология меняет правила игры.
«Новый катализатор может позволить развернуть автомобили на водороде в гораздо большем масштабе, чем это было возможно в прошлом», – утверждает профессор Ян Россмейсл, руководитель Центра катализа сплавов с высокой энтропией на химическом факультете UCPH.
Новый катализатор значительно улучшает топливные элементы, позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. Это, в свою очередь, делает производство автомобилей на водородных топливных элементах более устойчивым.
Поскольку активна только поверхность катализатора, для его покрытия необходимо как можно больше атомов платины. Катализатор также должен быть долговечным. В этом и заключается конфликт. Чтобы получить как можно большую площадь поверхности, современные катализаторы основаны на платиново-наночастицах, которые покрыты углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными. Новый катализатор отличается отсутствием углерода. Вместо наночастиц исследователи разработали сеть нанопроволок, характеризующуюся обилием площади поверхности и высокой прочностью.
«С этим прорывом понятие о том, что водородные транспортные средства становятся обычным делом, стало более реалистичным. Это позволяет им стать более дешевыми, экологичными и долговечными», – говорит Ян Россмейсл.
Следующим шагом для исследователей является расширение масштаба результатов, чтобы технология могла быть реализована на водородных транспортных средствах.
«Мы ведем переговоры с автомобильной промышленностью о том, как этот прорыв может быть реализован на практике. Так что все выглядит довольно многообещающе», – говорит профессор Матиас Аренц.
Результаты исследований только что были опубликованы в журнале Nature Materials, одном из ведущих научных журналов по исследованию материалов.
Около 1 миллиарда легковых и грузовых автомобилей проезжают по дорогам мира. Всего несколько рейсов на водороде. Это может измениться после прорыва, достигнутого исследователями из Университета Копенгагена. Прорыва? Новый катализатор, который можно использовать для производства более дешевых и экологичных автомобилей на водороде.
Автомобили на водороде – редкое явление. Отчасти это объясняется тем, что они полагаются на большое количество платины в качестве катализатора в своих топливных элементах – около 50 граммов. Обычно автомобилям нужно всего около пяти граммов этого редкого и ценного материала. Действительно, в Южной Африке ежегодно добывается всего 100 тонн платины.
Сейчас ученые химического факультета Копенгагенского университета разработали катализатор, который не требует такого большого количества платины.
«Мы разработали катализатор, который в лаборатории нуждается лишь в той части платины, которая нужна нынешним водородным топливным элементам для автомобилей». Мы приближаемся к тому же количеству платины, которое необходимо для обычного автомобиля. В то же время, новый катализатор гораздо стабильнее, чем катализаторы, используемые в современных автомобилях на водородном топливе», – объясняет профессор кафедры химии Маттиас Аренц.
Экологически устойчивые технологии часто сталкиваются с проблемой ограниченной доступности редких материалов, которые делают это возможным, что, в свою очередь, ограничивает масштабируемость. В связи с этим существующим ограничением невозможно просто заменить мировые автомобили водородными моделями в одночасье. Таким образом, новая технология меняет правила игры.
«Новый катализатор может позволить развернуть автомобили на водороде в гораздо большем масштабе, чем это было возможно в прошлом», – утверждает профессор Ян Россмейсл, руководитель Центра катализа сплавов с высокой энтропией на химическом факультете UCPH.
Новый катализатор значительно улучшает топливные элементы, позволяя производить больше лошадиных сил на грамм платины. Это, в свою очередь, делает производство автомобилей на водородных топливных элементах более устойчивым.
Поскольку активна только поверхность катализатора, для его покрытия необходимо как можно больше атомов платины. Катализатор также должен быть долговечным. В этом и заключается конфликт. Чтобы получить как можно большую площадь поверхности, современные катализаторы основаны на платиново-наночастицах, которые покрыты углеродом. К сожалению, углерод делает катализаторы нестабильными. Новый катализатор отличается отсутствием углерода. Вместо наночастиц исследователи разработали сеть нанопроволок, характеризующуюся обилием площади поверхности и высокой прочностью.
«С этим прорывом понятие о том, что водородные транспортные средства становятся обычным делом, стало более реалистичным. Это позволяет им стать более дешевыми, экологичными и долговечными», – говорит Ян Россмейсл.
Следующим шагом для исследователей является расширение масштаба результатов, чтобы технология могла быть реализована на водородных транспортных средствах.
«Мы ведем переговоры с автомобильной промышленностью о том, как этот прорыв может быть реализован на практике. Так что все выглядит довольно многообещающе», – говорит профессор Матиас Аренц.
Результаты исследований только что были опубликованы в журнале Nature Materials, одном из ведущих научных журналов по исследованию материалов.
https://econet.ru/articles/toplivnye-elementy-dlya-vodorodnyh-avtomobiley-stanovyatsya-bolee-dolgovechnymi
01.10.2020