Катализатор для водородных топливных элементов можно приготовить в микроволновке

+7 926 604 54 63 address
 Схема процесса восстановления кислорода с участием нового сплава. Островки палладия (жёлтые) внедрены в вольфрам (голубой). Красные шары — атомы кислорода, белые — водорода.
Схема процесса восстановления кислорода с участием нового сплава. Островки палладия (жёлтые) внедрены в вольфрам (голубой). Красные шары — атомы кислорода, белые — водорода.

Разработанный в Швеции наноматериал может сделать топливные элементы более доступными. Будучи таким же эффективным катализатором, как традиционные катализаторы на основе платины, он в 40 раз дешевле. Создатели утверждают, что изготовить этот материал можно в обычной микроволновке.

Процесс восстановления кислорода — ключевая реакция в водородных топливных элементах  — проходит при участии катализатора. В современных элементах таким катализатором выступает платина и её сплавы, что негативно влияет на стоимость. В поисках замены для платины учёные из Университета Умео создали уникальный сплав вольфрама и палладия, в котором атомы палладия вкраплены в наночастицы из вольфрама.

Получившийся сплав не является гомогенным, однако это и не двухфазная система. Промежуточное положение и обусловливает уникальные свойства. Островки палладия размером около 1 нм, состоящие всего из 10—20 атомов, создают благоприятное окружение для быстрого течения реакции восстановления кислорода. При этом соотношение относительно дорогого палладия к вольфраму составляет всего 1:8.

Различные варианты сплава
Были испробованы различные соотношения палладия и вольфрама. Наиболее эффективным оказались варианты Pd2W и Pd4, при этом Pd2W содержит меньше палладия и потому дешевле.

Чтобы наночастицы можно было использовать в практических приложениях, их крепят на упорядоченный мезопористый углерод. Будучи зафиксированными, наночастицы остаются стабильными в течение длительного времени и не сплавляются.

Авторы работы отмечают, что метод, которым был получен сплав, не требует присутствия защитного инертного газа, и синтез может быть произведён в бытовой микроволновой печи.

.
Комментарии