Вместо платины можно использовать иридий и кобальт

Достижения химиков

Ученые-химики из ИНХ СО РАН и НГУ совместными усилиями осуществили разработку раствора (твердого) иридия и кобальта. Такое соединение в состоянии выступать в качестве катализатора в разнообразных топливных компонентах. Причем этот тип соединений обладает большей устойчивостью, сравнительно с применяемыми ныне аналогами. Однако это касается, прежде всего, платины, как очень дорогого металла. В отношении более доступного титана (титановые круги продаются нашей компанией со складов в СПб) подобные меры пока бессмысленны.  

Комментарии Евгения Филатова

Как сообщил один из сотрудников лаборатории физико-химических исследований и синтеза в НГУ, на данный момент ученые работают над процессом разложения различных соединений посредством их нагревания (эффект термолиза). Цель заключается в том, чтобы создать методику синтеза частиц (сплавных), а  также их использования в реакциях (каталитических).

Решение вопроса

В качестве одного из возможных вариантов соединений такого типа предстают твердые растворы (наноразмерные) иридия и кобальта. Такие растворы можно применять как катализаторы в топливных реакциях. Важнейший компонент топливного элемента с используемым твердополимерным электролитом – мембрана, на поверхность коей и наносится катализатор. С одной стороны подается воздух, а с другой – топливо (это может быть муравьиная кислота, метанол и др.).

В результате этого, непосредственно на аноде проходит реакция окисления горючего, а сквозь мембрану поступает «+» заряд. На поверхности катода проходит восстановление кислорода, а еще образуется вода. Сквозь внешнюю цепь подается аналогичный ток электронов, который и совершает работу – зарядка электронного устройства, включение лампы и прочее.

Основная особенность новых топливных элементов заключается в их КПД, превышающим 50%, а  также в отсутствии временных рамок, при условии постоянной подачи окислителя и горючего. Но для осуществления реакций электрохимического типа на поверхности электродов требуется катализатор.

Материал

Ранее в роли катализатора выступала платина, однако во время использования этот металл или растворяется, или укрупняется. Причем цена платиновых электродов достигает 70% цены всего топливного элемента.  

Евгений Филатов отметил, что иридий практически вдвое дешевле платины, а если в раствор добавить кобальт, то ценник на электрод падает еще сильнее. Растет и эффективность катализатора – проявление синергического эффекта – так как твердые компоненты объединяются в одну систему. В итоге, благодаря применению иридия и кобальта, получается сплав с характеристиками, аналогичными платине, но существенно дешевле, да и срок эксплуатации больше