Создана графен-йодная топливная ячейка без платины

Совместная работа ученых из США и Южной Кореи привела к созданию недорогого катализатора, который может совершить переворот в энергетике. Новый катализатор на основе графеновых наночастиц, покрытых йодом, в кислород-восстановительных реакциях работает даже лучше платины.

Всем известно, что топливные элементы являются одним из самых перспективных источников энергии. Их удобно использовать везде: от питания двигателей самолетов и автомобилей, до зарядки мобильных телефонов. При этом может использоваться экологически чистое топливо - водород. К сожалению, до сих пор массовое внедрение данной технологии сдерживается необходимостью использования в качестве катализатора драгоценного металла – платины.

И вот, ученые впервые сделали неметаллический катализатор, при производстве которого используется доступный и масштабируемый процесс. При этом новый катализатор является более стабильным, чем платиновый, и лучше переносит воздействие окиси углерода и метанола.

Изготавливается новый катализатор очень просто: в металлический шар, заполненный меньшими по диаметру стальными шарами, насыпают графит, из которого в процессе вращения шаров производится графен. Затем в шар добавляют хлор, бром или газообразный йод, чтобы получить различные катализаторы. В результате на кромках наночастиц графена молекулы углерода заменяются молекулами газа. Эти зигзагообразные кромки способны активно связывать кислород и поддерживать каталитическую реакцию в топливной ячейке.

В ходе тестирования выяснилось, что графен-йод больше всего подходит на роль замены платиновым катализаторам. Новый катализатор смог обеспечить от 85,6 до 87,4% от своего начального тока после 10000 циклов работы, в то время как топливные ячейки на основе платины за аналогичный рабочий цикл продемонстрировали соответствующий показатель на уровне 62,5%.

Более того, когда в графен-йодную топливную ячейку добавляли угарный газ, снижение эффективности и уменьшение срока службы не наблюдалось, что выгодно отличает новинку от платиновых катализаторов.

В настоящее время ученые работают над оптимизацией материалов новой ячейки. Пока графен-йодный катализатор выглядит очень перспективным, будем надеяться, что он, наконец, откроет широкую дорогу топливным элементам.