Тонкопленочный катализатор увеличил производительность бутанового топлива при температуре 600°C и ниже. Технология существенно расширяет сферу применения керамических топливных элементов — ее можно будет использовать для питания роботов, дронов или электромобилей.

Раньше, из-за температурных ограничений, керамические топливные элементы использовались только в качестве систем выработки электроэнергии большой емкости. Корейские исследователи разработали высокоэффективные керамические топливные элементы, которые могут работать на бутановом топливе при средненизкой температуре менее 600 °C. Поскольку бутан можно хранить и транспортировать в жидком виде, новая технология расширяет возможности применения керамических топливных элементов.

Обычно керамические топливные элементы работают при температуре выше 800°C. Это позволяет использовать недорогие катализаторы вроде никеля, а не низкотемпературные топливные элементы с полимерными электролитами с дорогими платиновыми катализаторами. Другое важное преимущество высокотемпературных элементов в том, что они могут использовать разное топливо, а не только чистый водород.

Однако даже несмотря на дешевый катализатор керамические топливные элементы требуют дорогостоящих огнеупорных материалов и технологий производства. Другой ограничивающий фактор заключается в том, что из-за характеристик высокотемпературных процессов включение и выключение системы происходит слишком долго. Это ограничивает применение элементов в стационарных системах выработки энергии, пишет EurekAlert.

Предыдущие попытки создания тонкопленочных керамических элементов, способных работать при относительно низкой температуре, наталкивались на проблему потери способности использования различных видов топлива. Это затруднение корейские ученые обошли, применив вторичные катализаторы из палладия, рутения и меди, эффективно распределив их по электродам.

Исследователи добились высокой производительности тонкопленочных керамических топливных элементов при температуре от 500 до 600°C, работающих на широко доступном бутане.