У складі каталізатора водневих паливних елементів традиційно використовується платина — метал, не з найрідкісніших на Землі, але дуже дорогий. Спроби замінити її чимось простішим вже багато років впираються в те, що сплавні каталізатори, які складаються з кількох речовин, недовговічні. Опинившись в паливному елементі вони швидко деградують, втрачаючи ефективність.
Дослідники з Університету Брауна розробили новий сплавний каталізатор, який знижує використання платини і добре витримує випробування на паливних елементах. Як показали випробування, підсумки яких описані в журналі Joule, каталізатор, виготовлений з наночастинок із сплаву платини з кобальтом, досить реактивний і при цьому довговічний.
Винайдений вченими матеріал являє собою гранули нанометрового розміру. Зовнішній шар кожної гранули складається з чистої платини. Під ним йдуть почергово шари платини і кобальту атомарної товщини.
Одержаний «пиріг», незважаючи на мікроскопічні розміри своїх гранул цілком продуктивний.
Тестування показало, що каталізатор перевершує цілі, встановлені Міністерством енергетики США як для початкової активності, так і для довговічності. Міністерство запропонувало дослідникам розробити каталізатор з початковою активністю 0,44 ампер на міліграм платини до 2020 року та активністю щонайменше 0,26 ампер на міліграм після 30 000 циклів напруги (приблизно еквівалентна п’ятирічному використання в паливному елементі). Випробування нового каталізатора показало, що він мав початкову активність 0,56 ампер на міліграм і активність після 30 000 циклів 0,45 ампер.
“Пошарове розташування атомів в серцевині допомагає згладити і затягнути платинову решітку в зовнішній оболонці”, – каже Шоуен Сон, професор хімії університету Брауна та старший автор дослідженняі.
“Це підвищує реакційну здатність платини і одночасно захищає атоми кобальту від вимивання під час реакції. Ось чому ці гранули працюють набагато краще гранул сплавів із випадковим розташуванням атомів металів.
Шановні відвідувачі, дякуємо за можливість спілкування, за інтерес, який ви проявляєте до нашого видання і пропонуємо зробити електронну підписку на журнал "ВІР".
Подробиці на сайті http://vir.uan.ua/order