Исследователи из Научно-технологического института Тэгу-Кёнбука (DGIST), Южная Корея, разработали нанокатализатор, способный снизить общую стоимость топливных элементов для производства чистой энергии.
Речь идет о ТЭ с мембранами из полимерного электролита (PEMFC), сообщает sciencedaily.com. Они превращают химическую энергию, выделенную при реакции между водородным топливом и кислородом, в электричество. PEMFC считаются перспективной технологией. Они самодостаточны и мобильны, как щелочные ТЭ, используемые на американском космическом челноке. Но существующие структуры требуют дорогих материалов. Используемые в них катализаторы также постепенно разлагаются, вызывая беспокойство по поводу возможности повторного использования и рентабельности.
Сангараджу Шанмугам и его команда постарались решить эту проблему. Они создали активные и прочные катализаторы для PEMFC, способные уменьшить общую стоимость производства. Новые материалы представляют собой легированные азотом углеродные наностержни с частицами кобальта и оксида церия (CeO2) на поверхности. Последний является дешевым и экологически дружественным полупроводником, хорошо восстанавливающим кислород.
Волокна были изготовлены с помощью технологии электропрядения. На капли сырья подается высокое напряжение, создавая заряженную струю жидкости. Ее сушат в полете для получения однородных наночастиц. Анализы подтвердили равномерное распределение оксида церия и кобальта, а также улучшение способности катализатора генерировать электричество.
Структуры с CeO2 оказались прочнее и активнее аналогов с платиной или только с кобальтом. Волокна тестировали в двух важных для преобразования и хранения энергии химических реакциях: восстановлении и выделении кислорода.
Авторы считают церий одним из самых перспективных материалов для создания стабильных и эффективных катализаторов для PEMFC.
