Ученые создали катализатор для водородных элементов в четыре раза активнее аналога
Ученые Южного федерального университета вместе с коллегами из Сколтеха, Института катализа СО РАН и МГТУ им. Н. Э. Баумана разработали катализатор из пяти металлов для водородных топливных элементов. После длительных испытаний он оказался в четыре раза активнее коммерческого аналога, сообщает пресс-служба ЮФУ. Об этом сообщает портал ТАСС.
Новый материал состоит из платины, палладия, меди, никеля и кобальта. Химики ЮФУ нашли способ синтеза мелких пятикомпонентных наночастиц, равномерно распределенных по углеродному носителю. Чтобы удешевить катализатор, платину смешивают с более доступными металлами, но при синтезе часть атомов распределяется неравномерно, поэтому материал дополнительно нагревают.
Впервые ученые в реальном времени проследили, что происходит с наночастицами при нагреве от 300 до 600 градусов. Оказалось, что выше 400 градусов структура сплава перестраивается, а поверхность обогащается платиной, которая отвечает за скорость реакции. Компьютерное моделирование Сколтеха показало: при 600 градусах около 75% атомов платины оказывается в верхнем слое, а палладий уходит вглубь.
Катализатор, обработанный при 350 градусах, после 10 тысяч циклов работы потерял 22% активности, тогда как коммерческий платиновый — 40%. По словам старшего научного сотрудника Сколтеха Ильи Чепкасова, сочетание экспериментов и моделирования позволило понять, как перераспределяются атомы металлов, и управлять этим процессом. Разработка может применяться в автомобилях, стационарных электростанциях и портативных устройствах.
