Команда инженеров разработала новый аддитивный материал, из которого можно изготовить недорогой катализатор для водородных топливных элементов. Открытие может стать решением двух главных проблем этой технологии: слишком дорогих или слишком недолговечных катализаторов.

В отличие от литиевых батарей технология топливных элементов основана на реакции катализа. Литиевые батареи обычно обеспечивают электромобилям запас хода на 160–480 км, но долго заряжаются, а материалы для изготовления катодов обходятся дорого. Преимущество топливных элементов в том, что они работают на доступных кислороде и водороде, а заправить автомобиль на 640 км пути можно за считанные минуты. Проблема в том, что катализаторы для этих реакций обычно либо из дорогих материалов вроде платины, либо слишком быстро разрушаются.

Специалисты из Университета Иллинойса в Чикаго нашли решение этой проблемы, сообщает Science Daily.

Открытый ими аддитивный материал увеличивает долговечность недорогого катализатора водородного элемента на основе железа, азота и углерода. Он защищает систему от двух самых коррозийных побочных продуктов: нестабильных частиц свободных радикалов и пероксида водорода. Собственно, материал, о котором идет речь, состоит из наночастиц оксида тантала-титана диаметром около 5 нм, который очищает и деактивирует свободные радикалы.

При помощи передовой технологии формирования изображений атомной структуры ученые смогли определить параметры, необходимые для функционирования компонента. Эксперименты показали, что наночастицы снизили содержание пероксида водорода в системе топливных элементов до 2%, на 51%, а показатель распада плотности — с 33% до 3%.

Новый подход к созданию топливных элементов приближает, по мнению ученых, появление на дорогах водородного транспорта и прочих водородных технологий.