Опубликовано 19 ноября, 2012 - 00:00
Используя смесь золотых, медных и платиновых атомов, учёные из Института биоинжиниринга и нанотехнологий (Сингапур) разработали более «мощный» и способный дольше функционировать материал катализатора для топливных ячеек.
Топливные ячейки давно и упорно рассматриваются в качестве многообещающей технологии, способной превратить альтернативную энергетику в реальность. В нынешней работе речь идёт об использовании топливных элементов в качестве источника тока для автотранспорта, военных летательных аппаратов, а также различных устройств и оборудования.
Топливные ячейки, конвертирующие химическую энергию окисления водорода кислородом в электрическую, способны непрерывно производить электричество, пока не иссякнет ресурс.
Производимые сегодня ТЭ в качестве катализатора для ускорения химической реакции применяют платиновые наночастицы, поскольку только платина, по сути, способна противостоять высокой кислотности среды внутри ячейки.
Оборотная сторона этой медали — слишком высокая цена таких источников тока, что мешает их распространению. ./[em]
Сингапурцы подошли к решению проблемы с настоящим огоньком. Они установили, что
если заменить атомы платины внутри объёма наночастицы на атомы золота и меди (сплав золота и меди), оставив платиновые атомы только в качестве наружного слоя, то каталитическая эффективность композитного материала возрастёт в пять раз по сравнению с обычным платиновым катализатором. И это, по их словам, ещё не предел.
Новый чудо-материал способен производить 0,571 А/мг платины в сравнении с 0,109 А/мг платины для обычного цельноплатинового катализатора. Причём возросла не только каталитическая активность материала катализатора, но и его стабильность, что тоже наблюдается впервые.
Выбор сплава золота и меди был связан не только и не столько с экономическими соображениями, сколько с физико-химическими данными. Дело в том, что такой сплав характеризуется меньшим межатомным расстоянием в кристаллической решётке по сравнению с платиной, создавая дополнительное компрессионное напряжение среди атомов платины, образующих поверхностный слой. Это приводит к увеличению реакционной способности этого металла при восстановлении кислорода.
Ну и, конечно, новый катализатор значительно дешевле традиционного.
Отчёт об исследовании опубликован в журнале Energy and Environmental Science.
Источник(и):
1. A*STAR Research
2. compulenta.ru
Олена
