Совместное исследование Корейского института науки и технологий (KIST) и специалистов двух южнокорейских университетов позволило разработать катализатор на основе атомарного кобальта с примерно на 40% улучшенными характеристиками по сравнению с современными катализаторами на основе наночастиц. Об этом сообщает австралийский портал Mirage News. Перевод основных положений публикации представлен изданием discover24.ru.

Электромобили на топливных элементах (FCEV) – это экологически чистое транспортное средство, которое в скорой перспективе заменит транспорт с двигателями внутреннего сгорания. FCEV дают несколько преимуществ, таких как короткое время зарядки и большой пробег. Однако чрезмерная стоимость платины, используемой в качестве катализатора топливных элементов, приводит к ограниченному предложению FCEV

Для решения проблемы замены платины были проведены обширные исследования катализаторов из неблагородных металлов, таких как железо и кобальт. Однако найти заменители платины по-прежнему сложно из-за низкой производительности и низкой стабильности катализаторов из неблагородных металлов.

Исследовательская группа под руководством доктора Сон Чжон Ю из Исследовательского центра водородных топливных элементов KIST совместно с профессором Джинсу Кимом из Университета Кёнхи в Сеуле и профессором Хён-Кью Лим из Канвонского национального университета разработали катализатор на основе атомарного кобальта с примерно на 40% улучшенными характеристиками и большей стабильностью по сравнению с современными катализаторами на основе наночастиц кобальта.

Такие катализаторы, как правило, синтезируются путем пиролиза, при котором предшественники переходных металлов и углерод смешиваются при температуре 700-1000°C. Однако из-за агрегации металлов и низкой удельной поверхности катализаторы, полученные этим способом, имеют ограниченную активность. Поэтому исследователи сосредоточились на синтезе одноатомных катализаторов и улучшении их характеристик.

Для решения проблемы был реализован метод спрей-пиролиза с использованием промышленного увлажнителя. Частицы в форме капель получали путем быстрой термообработки, что способно обеспечить массовое производство в рамках непрерывного процесса, и любые металлы при этом могут быть легко преобразованы в частицы. Единственно, что материалы, используемые для синтеза металлических частиц, должны быть водорастворимыми.

Было подтверждено, что одноатомные катализаторы на основе кобальта, разработанные с помощью этого процесса, демонстрируют превосходную стабильность и повышенные характеристики топливных элементов. Причем катализаторы на основе кобальта, изготовленные методом распылительного пиролиза, приводят к прямым реакциям в топливных элементах.

Доктор Ю пояснил: «Благодаря этому исследованию был разработан процесс, который может позволить значительно улучшить массовое производство одноатомных катализаторов на основе кобальта, а механизм действия катализаторов на основе кобальта был выяснен с помощью тщательного анализа и вычислительных расчетов. наука. Ожидается, что эти результаты послужат индикаторами для будущих исследований кобальтовых катализаторов».

Южнокорейские специалисты планируют расширить масштаб будущих исследований, чтобы изучить не только катализаторы для топливных элементов, но и другие более эффективные и экологичные катализаторы, применяемые для электролиза воды и аккумуляторных батарей.

Вам может понравиться

Белок из растительных отходов способен очищать воду от загрязнения тяжёлыми металлами

Ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре (NTU Singapore) в сотрудничестве с коллегами из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) в  Швейцарии создали мембрану из побочных продуктов производства растительного масла,

Учёные: саранча поможет определять раковые опухоли

В диагностике онкологических заболеваний в будущем могут произойти изменения. Выявлять раковые клетки будут с помощью технологии, которую разработают на основе работы мозга саранчи. Учёные из США выяснили, что насекомое способно

TechXplore: Швейцарские исследователи разработали носимый текстильный экзомускул

Исследователи из Высшей технической школы Цюриха (ETH Zurich) в Швейцарии разработали носимый текстильный экзомускул, который представляет собой дополнительный слой искусственных мышц и предназначен для увеличения силы верхней части тела и
Погода в России: