Chińscy naukowcy opracowali ogniwo paliwowe o czterokrotnie większej mocy

Naukowcy z Pekińskiego Instytutu Technologicznego w Chinach opracowali konstrukcję wodorowego ogniwa paliwowego, która w standardowych warunkach pracy zapewniła czterokrotnie większą moc w porównaniu z konwencjonalnymi systemami. O wynikach badania opublikowanego w recenzowanym czasopiśmie Science informuje South China Morning Post.

Przyspieszenie ruchu protonów

Opracowanie dotyczy ogniw paliwowych z membraną do wymiany protonów, które są już stosowane w samochodach wodorowych. W takich urządzeniach energia chemiczna wodoru jest przekształcana w energię elektryczną, a produktem reakcji jest woda. Jednym z kluczowych ograniczeń jest szybkość przemieszczania się protonów w warstwie katalitycznej, gdzie zachodzą reakcje chemiczne.

Zespół stworzył interfejs typu „kwas Brønsteda — zasada Lewisa”. W tym podejściu protony przemieszczają się do powierzchni katalizatora nie bezpośrednio, lecz przez pośrednie obszary. Badania laboratoryjne wykazały, że dyfuzja protonów wzrosła dziesięciokrotnie, przewodnictwo protonowe — 6,5 raza, a energia aktywacji zmniejszyła się ponad dwukrotnie.

Więcej aktualnych wiadomości na kanale UA.News w Telegramie Telegram.

Moc i trwałość

Nowe ogniwo osiągnęło moc 0,75 wata na centymetr kwadratowy przy napięciu 0,7 wolta, wykorzystując niewielką ilość platyny — drogiego katalizatora, który jest zwykle stosowany w wodorowych ogniwach paliwowych. W przeliczeniu na masę platyny urządzenie zapewniło 6,9 kilowata mocy na gram metalu, przewyższając parametry współczesnych ogniw paliwowych, zauważa publikacja.

Po 30 tysiącach cykli pracy konstrukcja zachowała 63% początkowej mocy szczytowej. W przypadku konwencjonalnych systemów wskaźnik ten wyniósł 30%. Badacze uważają, że technologia może być przydatna do złożonych zadań, w tym misji kosmicznych wykorzystujących ciekły tlen.

Jednocześnie technologia wciąż wymaga sprawdzenia poza laboratorium: badacze muszą wykazać możliwość jej przemysłowej produkcji, przystępną cenę, a także długoterminowe bezpieczeństwo i niezawodność.

Czytaj nas na Telegram i Sends