по популярности / по алфавиту

эксперт
Научные и НФ-комиксы на Реакторе

Михаил Заславский: Парадоксальный взгляд комиксиста может подтолкнуть ученых к открытию

«Взрослые и увлекательные комиксы будут следовать за главными событиями науки и дополнят картину мира для интеллектуалов»

подробнее

ДАО ТРАНСГУМАНИЗМА / Погружение в тему

ЭТА УЖАСНАЯ ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА / Краткий путеводитель по общественному сознанию

ГАЙД ПО РОБОТОТЕХНИКЕ 2 / Погружение в тему

ГАЙД ПО РОБОТОТЕХНИКЕ -1 / Погружение в тему

Трейлер ВИДЕОРЕАКТОР

КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ. Полная загрузка

Ученые разработали замену платине в топливных элементах

Ученые разработали замену платине в топливных элементах

Автор:

Фото: НГУ

Дата : 12.03.2017 12:05

Химики из Новосибирского государственного университета и Института неорганической химии СО РАН создали твердый раствор кобальта и иридия — новое соединение, способное служить катализатором в различных топливных элементах. Разработанное соединение обладает повышенной устойчивостью в сравнении с современными используемыми катализаторами.

Самая важная часть топливного элемента с твердополимерным электролитом — это мембрана с нанесенным на нее катализатором. С одной стороны мембраны подается топливо (водород, метанол, муравьиная кислота и т.д.), с другой — воздух. На аноде происходит реакция окисления подаваемого топлива, и через мембрану переносится положительный заряд. На катоде идет реакция восстановления кислорода с образованием воды. Равный по величине ток отрицательно заряженных частиц (электронов) идет через внешнюю цепь, совершая полезную работу (например, включение лампочки или зарядка телефона).

Топливные элементы характеризуются высоким КПД (от 50%) и возможностью неограниченного по времени использования при непрерывной подаче топлива и окислителя. Однако для протекания электрохимических реакций на электродах необходим катализатор. Сейчас чаще всего в этом качестве используется платина, но ей присущ ряд негативных качеств: в процессе использования она либо укрупняется, либо растворяется и уходит из реакционной среды. Кроме того, часто цена электродов, содержащих платину, составляет больше 70% стоимости самого топливного элемента.

Для минимизации влияния этих негативных явлений ученые из Новосибирска исследуют заменители платины. Они разрабатывают методику синтеза сплавных частиц и их применения в каталитических реакциях. Для этого ученые исследуют процесс разложения химических соединений под воздействием температуры (термолиза). Один из вариантов соединений-заменителей — наноразмерные твердые растворы металлов кобальта и иридия. Они могут использоваться в каталитических реакциях топливного элемента.

Твердый раствор кобальта-иридия под микроскопом. Фото: НГУ.

Для получения наноразмерных сплавных частиц ученые используют термолиз двойной комплексной соли металлов. Такой подход позволяет не только получить высококачественное вещество, но и ускорить процесс его вырабатывания по сравнению с обычным методом получения массивного твердого раствора металлов с месяцев до нескольких часов. Важным преимуществом заменителя является и его цена. Если сам иридий в среднем уже в два раза дешевле платины, то при добавлении в раствор неблагородного металла кобальта стоимость финального катализатора снижается еще больше. Кроме того, благодаря слияния отдельных частиц в единую систему, появляется синергический эффект и эффективность катализатора возрастает.

Один из авторов проекта, сотрудник лаборатории химии редких платиновых металлов Института неорганической химии СО РАН и лаборатории синтеза и физико-химических исследований новых композитных катализаторов НГУ Евгенией Филатов представил доклад о разработке нового катализатора на 15-й Европейской конференции по порошковой дифракции EPDIC15.

Понравилась заметка? Поделитесь —

Комментарии (0)

Добавить комментарий

Войти с помощью: