Катализатор для топливных элементов, заменяющий платину.
Наноразмерный твёрдый раствор кобальта и иридия — новое соединение, катализатор для топливных элементов. Данное соединение более устойчиво и может служить заменой более дорогостоящего катализатора – платины.
Катализатор для топливных элементов
Преимущества твердого раствора кобальта и иридия как катализатора
Катализатор для топливных элементов:
Наноразмерный твёрдый раствор кобальта и иридия — новое соединение, катализатор для топливных элементов и может служить заменой платины. Полученное соединение более устойчиво, чем современные используемые катализаторы.
Самая важная часть топливного элемента с твёрдополимерным электролитом — это мембрана, на которую нанесён катализатор. С одной стороны мембраны подается топливо (водород, метанол, муравьиная кислота и т. д.), с другой — воздух. На аноде происходит реакция окисления подаваемого топлива, и через мембрану переносится положительный заряд. На катоде идёт реакция восстановления кислорода с образованием воды. Равный по величине ток отрицательно заряженных частиц (электронов) идет через внешнюю цепь, совершая полезную работу (например, включение лампочки или зарядка телефона). Топливные элементы характеризуются высоким КПД (от 50%) и возможностью неограниченного по времени использования при непрерывной подаче топлива и окислителя. Однако для протекания электрохимических реакций на электродах необходим катализатор.
Широкое распространение в качестве катализатора получила платина. Но в процессе использования она либо укрупняется, либо растворяется и уходит из реакционной среды. Стоимость электродов, содержащих платину, составляет больше 70% стоимости самого топливного элемента. Поэтому возникла задача снизить стоимость топливных элементов за счет замены платины другими материалами.
Таким материалом является наноразмерный твёрдый раствор металлов кобальта и иридия.
Иридий в среднем в два раза дешевле платины. За счёт добавления в раствор неблагородного металла кобальта стоимость катализатора ещё больше снижается. Помимо этого, проявляется синергический эффект — эффективность катализатора возрастает в результате слияния отдельных частей в единую систему. Кобальт-иридиевый сплав работает так же, как платина, и мы имеем ту же эффективность, но при низкой стоимости и более продолжительном сроке службы.
Преимущества твёрдого раствора кобальта и иридия как катализатора:
– низкая стоимость,
– более продолжительный срок службы,
– существенно снижает стоимость топливных элементов.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
катализаторы топливных элементов
низкотемпературный топливный элемент с никелевым катализатором