Китайские ученые повысили устойчивость водородных ТЭ к холоду

Специалисты Научно-технологического университета Китая (НТУК) улучшили дизайн водородных топливных элементов, сделав их более пригодными для экстремальных температур, вроде зимних морозов.

Результаты исследования представлены в журнале Nature, сообщает eurekalert.org. Водородные ТЭ считаются перспективным источником чистой энергии. Но их производство связано с рядом сложностей. В частности, существует проблема отравления электродов оксидом углерода.

Сегодня водород получают преимущественно путем парового риформинга углеводородов, вроде метанола и природного газа, и реакции сдвига фаз «вода-газ». Конечный продукт содержит 0,5-2% СО. Эта примесь легко попадает на электроды ТЭ, снижая эффективность и сокращая срок службы батареи. Проблема тормозит внедрение технологии в автомобилях.

Ранее исследователи нашли потенциальное решение – метод, называемый избирательным окислением СО в водороде (PROX). Он удаляет остатки оксида углерода с помощью катализаторов. Однако, существующие материалы для PROX работают только при больших (выше комнатной) температурах и в ограниченном диапазоне. Их непрактично использовать в гражданских системах, вроде автомобильных ТЭ.

В новой работе команда профессора Джунлинга Лу создала новую структуру атомарно рассеянного гидроксида железа на платиновых наночастицах. Она эффективно очищает водород в широком температурном диапазоне – от -75°С до 107°С. Материал также защищает ТЭ от отравления СО при запуске и длительной работе в холодных условиях.

«Открытие может значительно ускорить наступление эры водородных автомобилей, — сказал профессор Лу. – Наша конечная цель – создать экономически эффективный катализатор с высокой активностью и избирательностью. Он обеспечит непрерывную защиту ТЭ на борту автомобиля и полное удаление оксида углерода».

По оценкам рецензентов статьи, новый катализатор значительно превосходит по характеристикам описанные в литературе системы.