В России создали новую технологию для передовых "зеленых" двигателей
Новый метод производства катализаторов для передовых экологичных двигателей разработали ученые ЮФУ. По их словам, предложенная импортозамещающая технология позволяет получать катализаторы, не уступающие зарубежным аналогам, и даже превосходящие их по целому ряду характеристик. Статья опубликована в журнале Catalysts.
Электрокатализаторы – одни из основных компонентов низкотемпературных топливных элементов (НТЭ), широко применяемых в "чистых" транспортных средствах нового поколения. Качество катализатора, прежде всего, определяет мощностные характеристики и срок службы НТЭ, объяснили ученые.
Катализатор представляет собой слой наночастиц платины или других металлов, нанесенный на углеродную основу. Повысить эффективность топливного элемента можно за счет управления микроструктурой электрокатализаторов при их производстве, сообщили специалисты.
Ученые Южного федерального университета создали новый метод управления микроструктурой катализаторов для НТЭ. По их словам, технология позволяет варьировать параметры катализатора в зависимости от задач финального устройства. Технология отличается от аналогов простотой, масштабируемостью и отсутствием добавок, загрязняющих окружающую среду.
"Чем лучше электрокатализатор, тем быстрее протекают токообразующие реакции и тем выше мощность конечных устройств. Наши катализаторы ускоряют химические превращения в НТЭ и повышают их устойчивость к загрязнителям, содержащимся в топливе, и к продуктам окисления метанола", – объяснил аспирант кафедры электрохимии ЮФУ Кирилл Паперж.
Производство новых катализаторов, по словам исследователей, может быть полностью импортонезависимым. При этом стоимость отечественных материалов будет существенно ниже, чем у коммерческих зарубежных аналогов, а функциональные характеристики значительно выше по ряду параметров.
НТЭ с новыми катализаторами будут востребованы при производстве автомобилей, поездов, кораблей, беспилотных летательных аппаратов, портативных зарядных устройств и других современных экологичных транспортных и энергетических систем, уверены специалисты.
"Мы синтезировали электрокатализаторы, которые могут применяться в качестве анода в НТЭ, работающих как на метанольном топливе, так и на водородо-воздушных топливных смесях", – сообщил Паперж.
С помощью предложенного учеными ЮФУ подхода за один цикл можно произвести более одного грамма катализатора, тогда, когда другие технологии обеспечивают выход продукта в 10 раз меньше, отметили ученые.
"Важной характеристикой катализаторов является площадь электрохимически активной поверхности: чем это значение выше, тем быстрее может протекать токообразующая реакция. У нашего материала площадь активной поверхности больше в два раза, чем у лучшего коммерческого аналога", – отметил Паперж.
Новый метод синтеза, как подчеркнули специалисты, обеспечивает свободное варьирование всех ключевых параметров катализатора – уровня содержания металлов, состава и размера наночастиц. В работе применялись экологически безопасные жидкофазные методы синтеза, сообщили ученые.
В настоящий момент исследователи разрабатывают новые способы улучшения микроструктуры каталитических материалов за счет применения ультрафиолетового облучения в процессе синтеза.
Источник: РИА НОВОСТИ
Источник фото: freepik.com
