НОВОСТИ О ФТОРОПЛАСТАХ

 

Обычные топливные элементы содержат в качестве основного элемента устройства сульфосодержащую фторполимерную пленку - мембрану с нанесенным на её поверхность весьма дорогим платиновым катализатором.

В исследовании, опубликованном в конце октября в журнале Nature Catalysis университетом Буффало, сообщается о катализаторах, изготовленных из широко доступного и недорогого металла - марганца. Марганец известен тем, что с его участием изготавливает банки из нержавеющей стали и алюминия. Теперь исследователи говорят, что металл может продвинуть один из наиболее перспективных источников возобновляемой энергии: водородные топливные элементы.

«Мы не смогли развить водородную энергетику в крупном масштабе из-за проблемы с экономикой производства, связанной с катализаторами. Но марганец является одним из наиболее распространенных элементов земной коры и широко распространен по всей планете. Его применение могло бы решить эту проблему», - говорит ведущий исследователь группы ученых, доктор философии, адъюнкт-профессор Ган Ву.

Уже более десятилетия Ву искал альтернативные катализаторы для водородных топливных элементов. Он сообщил о достижениях в исследованиях катализаторов на основе железа и кобальта, однако использование каждого из них ограничено временем, что снижает их полезность.

В предыдущей работе Ву обнаружил, что добавление азота к марганцу вызывает внутренние изменения в металле, что делает его более стабильным. В экспериментах, представленных в исследовании, он разработал относительно простой двухступенчатый метод добавления углерода и формы азота, называемой тетранитрогеном, к марганцу. Результатом работы стал катализатор, который сопоставим по своей способности разделять воду на кислород и водород с платиной и другими альтернативами на основе металлов. Что еще более важно, стабильность марганцевого катализатора делает его потенциально пригодным для водородных топливных элементов. Это может привести к широкомасштабному внедрению технологии в автобусах, автомобилях и других видах транспорта, а также резервных генераторах и других источниках энергии.

На левом изображении показана форма частиц марганцевого катализатора. На правом изображении показано однородное элементарное распределение углерода по всей частице.

Ву планирует продолжить исследование, сосредоточившись на улучшении микроструктуры углерода катализатора и способа добавления азота. Цель, по его словам, заключается в дальнейшем повышении эффективности катализатора в реальных водородных топливных элементах.

Исследование было поддержано институтом UB RENEW, национальным научным фондом США и министерством энергетики США.

 

Источник: https://www.newswise.com/