Нанотехнологии улучшат топливные элементы

 


Новый метод изготовления очень маленьких кристаллов оксида циркония может стать ключом к повышению надёжности и производительности водородных топливных элементов.

В топливных элементах проходит реакция между запасённым водородным топливом и атмосферным кислородом, которая приводит к выделению энергии и образованию единственного побочного продукта — воды. Топливные элементы могли бы стать альтернативным источником энергии для транспорта и других применений, однако для их массового применения необходимо преодолеть несколько серьёзных препятствий.

На сегодняшний день топливные элементы работают при температурах от 800 до 1000 градусов Цельсия. Это означает, что даже просто для достижения рабочих температур требуются затраты энергии; кроме того, высокие температуры приводят к быстрому износу металлических, пластиковых или керамических компонентов. Вдобавок, наиболее распространённые конструкции топливных элементов требуют использования дорогих платиновых катализаторов.

Новая технология, разработанная в Университете Калифорнии в Дэвисе, может позволить снизить рабочие температуры до 50—100 градусов. В основе лежит метод получения кристаллов оксидов, таких как оксид циркония, с размерами порядки 15 нм. При таких размерах кристаллы хорошо проводят электричество. Транспорт заряда осуществляется не ионами, как в обычных твёрдых электролитах, а протонами, что позволяет добиваться хорошей проводимости уже при низких температурах. По сравнению с другими протонными проводниками, новые материалы обладают лучшими механическими свойствами и химической стабильностью, а также устраняют необходимость наличия катализаторов.

NanoNewsNet.ru