Новосибирские ученые получили углеродный наноматериал для замены платины, теперь водородные топливные элементы будут по цене чеснока prettyХамам здесь не место Вчера 21:13  25  1875

Чудовищно высокая для простого потребителя цена водородных автомобилей объясняется наличием в их составе топливных элементов очень редкого благородного металла — платины. Для сравнения: электромобиль примерно в 3 раза дороже авто с ДВС, а водородный автомобиль в 3 раза дороже электромобиля, и разница получается в неподъемные 9 раз. Но ученые Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН разработали новый наноматериал, который может стать альтернативой дорогостоящей платины.

SFERA — Pro Технологии 

Графен вместо платины

Что такое топливные элементы? Это устройства, которые преобразуют химическую энергию водорода и кислорода в электрическую без выделения вредных выбросов. Самым активным и стабильным катализатором для топливных элементов является платина. Однако этот металл очень дорогой и очень редкий. Поэтому ученым нужно было найти менее дорогостоящий катализатор для топливных элементов. И у них получилось.

«Нам удалось улучшить свойства углеродного наноматериала. Полученный графен, легированный бором, можно использовать в качестве сенсоров, сорбентов, фотокатализаторов и электрокатализаторов. Кроме того, материал обладает полезными свойствами в электрокаталитических реакциях восстановления кислорода, которые протекают при работе топливных элементов. Эти свойства помогают преобразовать химическую энергию в электрическую», — приводит издание «Наука в Сибири» слова ведущего научного сотрудника ИК СО РАН Владимира Чеснокова.

SFERA — Pro Технологии

Производство графена

Графен — один из слоев графита толщиной в атом. Он имеет ряд уникальных свойств: является самым тонким и прочным материалом в мире; обладает высокой тепло- и электропроводностью; весьма гибкий. Также неотъемлемым плюсом графена является способность изменять свою структуру под воздействием различных факторов. К тому же графен гораздо выгоднее в качестве катализатора, чем платина.

Ранее Андрей Гейм и Константин Новоселов получили Нобелевскую премию по физике за первое получение графена на практике. Они использовали метод эксфолиации, который сводится к уменьшению количества монослоев в графите. Однако главным недостатком такого метода является невозможность масштабирования.

Сейчас российские ученые использовали темплатный метод получения графена.

SFERA — Pro Технологии 

«В качестве темплата мы взяли оксид магния. Его зауглероживали бутадиеном-1,3 при температуре 600°C, после чего частицы темплата покрылись тонкой углеродной пленкой. Затем с помощью обработки в соляной кислоте мы удалили оксид магния. Остался графеновый лист, который мы легировали фенилборной кислотой», — цитирует «Глобальная энергия» доктора химических наук Владимира Чеснокова.

Этот метод не только легко масштабируется, но и позволяет улучшить свойства углеродного наноматериала.

Будущее автомобилестроения — за графеном

Таким образом, применение графена, легированного бором, позволит сделать топливные элементы дешевле в разы, хотя не отрицаем, что в заголовке мы погорячились.

Но углерод — довольно распространенный на Земле материал, и технологии массового производства графена в России имеются. Поэтому если масштабировать производство и хоть частично монополизировать рынок, а Россия уже практически монополизировала производство графеновых нанотрубок, то огромные объемы выпуска графена действительно сделают водородные топливные элементы на порядок более дешевыми, чем те же аккумуляторы у электромобилей.

SFERA — Pro Технологии

И учитывая, что водород — гораздо более эффективный метод хранения энергии, то будущее автомобилестроения будет предопределено.

ИСТОЧНИК

• • Константин65
   
  • Вчера 21:42
  Это устройства, которые преобразуют химическую энергию водорода и кислорода в электрическую без выделения вредных выбросов. А какие вредные выбросы возникают при сжигании водорода в среде воздуха??? Оксид водорода это вода и она безвредна. Ответить  1
• • Константин65
   
  • Вчера 21:47
  Кроме того, материал обладает полезными свойствами в электрокаталитических реакциях восстановления кислорода Кто это написал? Жертва ЕГЭ? Единственное вещество в котором кислород окислен это фторид кислорода, во всех других срединениях кислород является окислителем. Я конечно понимаю что такие статьи пишут безграмотные люди, но не до такой же степени. Ответить  3
• • Куто́
   
  • Сегодня 03:58
  Но хто ж им дасть. Не первый раз даже на моей памяти 73-летнего канцамольца вечный двигатель изобретают. После чего можно закрывать почти все заводы по производству гвоздей и стульев, лопат и колёс. Поэтому да! Хто ж им дасть.