Китайські науковці розробили паливний елемент із учетверо більшою потужністю
Науковці Пекінського технологічного інституту в Китаї розробили конструкцію водневого паливного елемента, яка за стандартних умов роботи забезпечила у чотири рази вищу потужність порівняно зі звичайними системами. Про результати дослідження, опублікованого в рецензованому журналі Science, повідомляє South China Morning Post.
Прискорення руху протонів
Розробка стосується паливних елементів із протонообмінною мембраною, які вже застосовують у водневих автомобілях. У таких пристроях хімічна енергія водню перетворюється на електроенергію, а продуктом реакції є вода. Одним із ключових обмежень є швидкість переміщення протонів у каталітичному шарі, де відбуваються хімічні реакції.
Команда створила інтерфейс типу «кислота Брьонстеда — основа Льюїса». За такого підходу протони рухаються до поверхні каталізатора не безпосередньо, а через проміжні ділянки. Лабораторні випробування показали, що дифузія протонів зросла вдесятеро, протонна провідність — у 6,5 раза, а енергія активації зменшилася більш ніж удвічі.
Більше актуальних новин читайте у Telegram-каналі UA.News.
Потужність і довговічність
Новий елемент досяг потужності 0,75 вата на квадратний сантиметр за напруги 0,7 вольта, використовуючи невелику кількість платини — дорогого каталізатора, який зазвичай застосовують у водневих паливних елементах. У перерахунку на масу платини пристрій забезпечив 6,9 кіловата потужності на грам металу, перевищивши показники сучасних паливних елементів, зазначає видання.
Після 30 тисяч циклів роботи конструкція зберегла 63% початкової пікової потужності. Для звичайних систем цей показник становив 30%. Дослідники вважають, що технологія може бути корисною для складних завдань, зокрема космічних місій із використанням рідкого кисню.
Водночас технологію ще необхідно перевірити поза лабораторією: дослідники мають довести можливість її промислового виробництва, доступну вартість, а також довгострокову безпеку й надійність.
