В нгу нашли дешевую замену платине в топливных элементах
Жёсткий раствор иридия и кобальта может служить катализатором в разных топливных элементах.
Химики из Новосибирского Института и государственного университета неорганической химии СО РАН узнали, что жёсткий раствор иридия и кобальта может служить катализатором в разных топливных элементах. Полученное учеными соединение более устойчиво, чем современные применяемые катализаторы. Доклад о разработке нового катализатора был представлен на 15-й Европейской конференции по порошковой дифракции EPDIC15, коротко о итогах изучения информирует сайт НГУ.
Самая неотъемлемая часть топливного элемента с твердополимерным электролитом — это мембрана, на которую нанесен катализатор. С одной стороны мембраны подается горючее (водород, метанол, муравьиная кислота и т. д.), с другой — воздушное пространство. На аноде происходит реакция окисления подаваемого горючего, и через мембрану переносится хороший заряд. На катоде идет реакция восстановления кислорода с образованием воды.
Равный по величине ток отрицательно заряженных частиц идет через внешнюю цепь, делая нужную работу. Топливные элементы характеризуются высоким КПД и возможностью неограниченного по времени применения при постоянной подаче окислителя и топлива. Но для протекания электрохимических реакций на электродах нужен катализатор.
Широкое распространение в качестве катализатора взяла платина. Но в ходе применения она или укрупняется, или растворяется и уходит из реакционной среды. И цена электродов, содержащих платину, образовывает больше 70% стоимости самого топливного элемента.
«Иридий в среднем вдвое дешевле платины. За счет добавления в раствор неблагородного металла кобальта цена катализатора еще больше понижается. Кроме этого, проявляется синергический эффект — эффективность катализатора возрастает в следствии слияния отдельных частей в единую совокупность.
Кобальт-иридиевый сплав трудится так же, как платина, и мы имеем ту же эффективность, но при дешевизне и более продолжительном сроке работы», — пояснил Евгений Филатов, сотрудник лаборатории синтеза и физико-химических изучений новых композитных катализаторов НГУ.
По словам ученого, в большинстве случаев получение массивного жёсткого раствора металлов происходит следующим образом: железная стружка гомогенизируются до однородной массы посредством больших температур, после этого опять измельчается, и операция повторяется нужное число раз до завершения обоюдной диффузии атомов металлов. Но данный способ занимает большое количество времени, и в ИНХ СО РАН применяют термолиз двойной комплексной соли металлов, что разрешает ускорить процесс с месяцев до нескольких часов и наряду с этим взять наноразмерные сплавные частицы.