Учёные из Института науки и технологий Тэгу Кёнбук (Южная Корея) представили новый катализатор для топливных элементов, основанный на сплаве платины и магния. Данный катализатор обещает быть высокоэффективным и долговечным, что может значительно улучшить текущие технологии чистой энергии.
Результаты их работы были опубликованы в журнале Nature Communications.
Топливные элементы генерируют электроэнергию путём комбинирования водорода и кислорода, при этом платина служит катализатором для ускорения этих реакций. Платина, однако, остаётся дорогим материалом. Добавление магния в сплав не только уменьшает затраты, но и увеличивает эффективность и долговечность топливного элемента.
Это достижение является значимым, поскольку давно известно, что сплавы платины со щелочноземельными металлами обладают высоким потенциалом для топливных элементов из-за их высокой каталитической активности и стабильности. Тем не менее, создание таких сплавов в форме наночастиц было затруднено из-за высоких отрицательных восстановительных потенциалов щелочноземельных металлов.
Профессор Чон-Сун Ю и его команда смогли преодолеть эти трудности с помощью систематического подхода в фазе раствора. Теоретические исследования, проведённые Техасским университетом в Остине, показали, что синергия между платиной и магнием очень сильна, что предотвращает деградацию сплава со временем. Таким образом, катализатор остаётся эффективным гораздо дольше, что является критически важным для различных сфер его применения.
Проведённые тесты показали, что новый сплав превосходит целевые показатели Министерства энергетики США на 2025 год для топливных элементов, демонстрируя высокую эффективность и долгосрочную стабильность.
«Многие катализаторы для топливных элементов находятся в поисках баланса между долговечностью и стоимостью, но наши наночастицы платины и магния решают эти проблемы, объединяя высокую реактивность платины с долговечностью и доступностью магния. Это важный шаг на пути к созданию более эффективных и устойчивых топливных элементов», — отметил профессор Чон-Сун Ю, руководитель исследования.
«Этот инновационный подход не только улучшает работу топливных элементов, но также открывает возможности для использования наночастиц платины и магния в других энергетических технологиях, таких как производство водорода и электрохимические реакции», — добавил Калеб Джиан-Баримах, главный автор исследования.
Исследователи намерены продолжить работу над улучшением состава сплава и масштабированием производства, чтобы сделать эти материалы более доступными. В дальнейшем они планируют совершенствовать сплав, оптимизировать методы производства и сотрудничать с промышленными и государственными партнёрами для внедрения инноваций на рынке.
Источник: iXBT
