Команда американских ученых разработала технологию, способную ускорить коммерциализацию автомобилей на водородном топливе. Их открытие позволяет изготавливать более дешевые и долговечные водородные топливные элементы.
Водородные топливные элементы выгодно отличаются от двигателей внутреннего сгорания отсутствием вредных выхлопов. Однако, для проведения электрохимической реакции обычно используется платиновый катализатор, стоимость которого составляет $30 000 за килограмм.
Ученые Делавэра предлагают заменить его на карбид вольфрама, гораздо более дешевый материал (около $150 за кг). А их новый метод производства катализаторов из наночастиц карбида вольфрама выгодно отличается от предшествующих технологий.
«Этот материал обычно изготавливается при очень высоких температурах, около 1500 градусов Цельсия, при которых он становится больше, а поверхность, на которой происходит химическая реакция, уменьшается, — говорит Дионисис Влахос, директор Центра энергетических инноваций при университете. — Наш подход — один из первых, при котором создается наноматериал с большой поверхностью контакта, коммерчески выгодный для катализа».
Для создания наночастиц карбида вольфрама требуется несколько этапов, в частности, гидротермальная обработка, обогащение, восстановление, карбюризация и многое другое. Полученные частицы наносятся на мембраны топливных элементов и оптимизируют влажность топливных элементов. Также ученые обнаружили, что карбид вольфрама не дает свободным радикалам разрушать мембрану. В итоге, срок службы таких мембран увеличивается.
«В результате, физический размер батареи топливных элементов может быть снижен без ущерба для мощности, они станут легче и дешевле. Более того, наш катализатор способен обеспечить более высокую производительность без снижения надежности, что выгодно отличает его от разработок других групп», — говорит Лян Ван, один из инженеров, принимавших участие в проекте.
Несмотря на ряд преимуществ водородного транспорта перед электрическим и инвестиции €1,4 млрд в развитие и популяризацию транспорта на топливных элементах, в Германии автомобили на водородном топливе не могут пока прижиться. Основную ставку автопром делает на электрическую тягу.
