Американские исследователи усовершенствовали катализаторы для водородных топливных элементов. Для этого они встроили наночастицы из платино-кобальтового сплава в нанокарманы из графена. Технология позволит экономно и долго использовать платину. Статья опубликована в журнале Nature Nanotechnology.
Двигатели внутреннего сгорания — один из основных источников загрязнения. Около 30% выбросов углерода в США приходится на транспорт, а 95% транспорта использует ископаемое топливо. Помочь решении этой проблемы может использование водородных топливных элементов. Однако катализаторы, необходимые для получения энергии из водорода, состоят из редких и дорогих металлов, таких как платина.
Исследование, проведенное под руководством Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, сообщает о подходе, который позволит достичь и превзойти амбициозные цели по высокой производительности катализаторов и низкому использованию платины, установленные министерством энергетики США.
Сегодня половина общемировых поставок платины и подобных металлов используется для каталитических нейтрализаторов в автомобилях, работающих на ископаемом топливе, — эти нейтрализаторы делают их выбросы менее вредными. На одно транспортное средство требуется от 2 до 8 граммов платины. Для сравнения, современная технология водородных топливных элементов использует около 36 граммов на автомобиль. Новая технология потребует всего 6,8 грамма платины на автомобиль.
Авторы разделили катализатор на основе платины на частицы диаметром около 3 нанометров. Меньшие частицы означают большую площадь поверхности, на которой может проявляться каталитическая активность. Сами по себе более мелкие частицы недолговечны, потому что склонны отрываться от поверхности или объединяться в более крупные частицы. Ученые устранили это ограничение, защитив частицы катализатора оболочкой из графена. Эти графеновые нанокарманы удерживали частицы от перемещений. В то же время графен создавал небольшой зазор вокруг каждой наночастицы для протекания электрохимических реакций.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
