Вчені з Інституту науки та технологій Тегу Кенбук (Південна Корея) розробили інноваційний каталізатор паливного елемента на основі платини та магнію. Цей новий каталізатор обіцяє бути не лише високоефективним, а й довговічним, що потенційно може призвести до значного покращення технології чистої енергії.
Паливні елементи працюють шляхом об’єднання водню та кисню для вироблення електроенергії, а платина використовується як каталізатор для прискорення цих реакцій. Однак платина є дорогим матеріалом. Інтеграція магнію в сплав, який використовується в новому каталізаторі, не тільки знижує витрати, а й підвищує ефективність та довговічність паливного елемента.
Це досягнення має велике значення, оскільки дослідники давно знають, що сплави платини з лужноземельними металами мають високий потенціал для паливних елементів через їх високу каталітичну активність і стабільність. Однак проблема створення цих сплавів у формі наночастинок, враховуючи високі негативні відновлювальні потенціали лужноземельних металів, залишалася значною перешкодою.
Професор Чон-Сун Ю та його колеги подолали цю проблему за допомогою систематичного підходу у фазі розчину. Теоретичні дослідження, проведені Техаським університетом в Остіні, показали, що синергія між платиною та магнієм дуже сильна, що запобігає деградації сплаву з часом. Таким чином, каталізатор залишається ефективним протягом тривалого часу, що має вирішальне значення для різних застосувань.
Практичні випробування показали, що новий сплав перевершує цільові показники Міністерства енергетики США на 2025 рік для паливних елементів, демонструючи свою високу ефективність та довгострокову стабільність.
«Більшість каталізаторів паливних елементів балансують між довговічністю та вартістю, але, долаючи труднощі синтезу, наші наночастинки платини та магнію вирішують ці проблеми, поєднуючи чудову швидкість реакції платини з довговічністю та доступністю магнію. Це важливий крок на шляху створення більш ефективних і стійких паливних елементів», — зазначив професор Чон-Сун Ю, який очолював дослідження.
«Нова розробка не просто покращує роботу паливних елементів. Вона також прокладає шлях до використання наночастинок платини та магнію в інших енергетичних технологіях, таких як виробництво водню та інші електрохімічні реакції», – додав Калеб Джіан-Барімах, головний автор дослідження.
Дослідники планують зосередитися на покращенні складу сплаву та масштабуванні виробництва, щоб зробити ці матеріали більш доступними. Наступні кроки включають покращення сплаву, дослідження методів виробництва та партнерство з промисловістю та урядом для виведення інновацій на ринок. Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature Communications.