Платино-никелевый катализатор в 20 раз повысил эффективность хранения энергии в водороде

Москва, 27.02.2021, 19:19:19, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Евгения Комарова.

Международная команда ученых разработала новый катализатор с полыми наноячейками, состоящий из сплава никеля и платины. Он в 20 раз эффективнее аналогов, включающих только ценный металл.

Исследование было проведено специалистами из Эйндховенского технологического университета при участии китайских, сингапурских и японских ученых, сообщает sciencedaily.com. Профессор Эмиель Хенсен из ЭТУ хочет использовать новый катализатор для создания электролизера мощностью 10 МВт, размером с холодильник.

Выводы проекта представлены в журнале Science.

К 2050-му правительство Нидерландов хочет удовлетворять почти все энергетические потребности возобновляемыми источниками, вроде солнца и ветра. Им требуется мощная система хранения. Перспективным решением считается система из электролизера и топливного элемента. Первый превращает излишки энергии в водород, второй обратно генерирует электричество.

Обоим устройствам требуется катализатор. Обычно он сделан из платины, но ученые ищут способы удешевить материал.

«Наши китайские коллеги создали сплав из платины и никеля, снижающий стоимость и повышающий активность. Он превращает больше молекул воды в водород каждую секунду. Мы в ЭТУ проанализировали влияние никеля на ключевые этапы реакции, создав компьютерную модель на основе изображений электронного микроскопа. Квантовые химические вычисления позволили предсказать активность нового сплава и понять причину эффективности катализатора», — сказал Хенсен.

Ученые изменили морфологию материала, увеличив количество активных центров.



«Доступ к полым наноячейкам есть снаружи и изнутри. Это создает большую площадь поверхности, увеличивая количество доступного для реакции материала. Структура наноячеек дополнительно повышает активность», — сказал Хенсен.

Вычисления показали, что в обоих случаях она увеличивается в 20 раз по сравнению с существующими платиновыми катализаторами. Ученые подтвердили результаты экспериментально в топливных элементах. После 50 000 прогонов активность катализатора упала незначительно.

Авторы надеются создать на основе материала компактные системы, делающие хранение энергии в водороде общедоступным.

Комментарии

Ваше мнение

  • Отходы биомассы превратят в ценные химикаты

    27.11.2019 / 21:26

    Ученые из Великобритании и Бразилии показали, как можно напрямую превратить отходы переработки сахарного тростника и пшеничную солому в химикаты, повысив ценность продукта в 5 000 раз.

    В отличие от ископаемого топлива, биогорючее – возобновляемый источник. Но пока производить его в промышленных ...

  • Теория перемещения в масштабе пор поможет улучшить проточные батареи

    22.11.2019 / 14:57

    Ученые из Иллинойского университета предложили новую теорию, предсказывающею, как движение жидкости будет влиять на способность молекул в проточной батарее реагировать на поверхностях пористых электродов.

    Проточные окислительно-восстановительные батареи – развивающаяся технология ...

  • Гибридная система одновременно захватывает и хранит солнечную энергию

    21.11.2019 / 18:05

    Ученые из Хьюстонского университета сообщили о создании устройства, способного эффективно захватывать и хранить солнечную энергию. Техника подойдет для разных систем – от электростанций, до опреснительных и дистиллирующих установок.

    В отличие от солнечных батарей, использующих фотоэлектрические ...