Представиха водородна горивна клетка, която след 100 хил. цикъла запазва 97% от ефективността си

Специалистите от Хонконгския университет за наука и технологии направиха важна стъпка към устойчива и икономически изгодна водородна енергия. Те представиха водородна горивна клетка, която демонстрира рекордни ефективност и технологично време на живот. Освен това, новият захранващ елемент използва 5 пъти по-малко платина в качеството на катализатор, което означава, че неговата цена е неколкократно по-ниска от сега използваните водородни горивни клетки. И още, неговата каталитична активност (генерирана енергия за единица време) е 3,7 пъти по-висока в сравнение с изцяло платиновите катализатори.

Силата на водорода

Водородните горивни клетки са многообещаващ вид чиста енергия, която не вреди на околната среда, понеже при водородната катализа водородът и кислородът се превръщат в енергия, а при този процес се отделя единствено вода. Но получаването на електричество по този начин твърде много зависи от използваните катализатори, а те засега са много скъпи, понеже се произвеждат предимно от платина.

Отдавана се правят опити за замяна на платината с друго вещество или друг материал, но засега това са твърде неефективни материали, които бързо се разрушават. Екипът специалисти, ръководен от професор Шао Минхуа откри нова формула и създаде нова технология за изготвяне на катализатор, в който се използва 80% по-малко платина, като едновременно с това технологичното време на живот на новия елемент се увеличава до рекордни нива.

Съответната научна работа бе публикувана в EurekAlert, където се уточнява, че новият хибриден катализатор запазва 97% от своята ефективност след 100 хиляди цикъла на тестове с повишени натоварвания. За сравнение, ефективността на стандартния платинов катализатор след 300 хиляди тестови цикъла пада с 50%.

Пробивът

Една от причините за постигането на подобна рекордна ефективност е, че новият катализатор използва три активни участъци на реакцията, вместо един, както е при обикновените катализатори. Благодарение на диспергираната до атомно ниво платина, използваните атоми на желязото и добавените платиново-железни наночастици, новият материал ускорява времето на реакцията и осъществява 3,7 пъти по-активен процес на катализа в сравнение с чистата платина. По принцип, колкото е по-висока каталитичната активност, толкова по-голям е добивът на електрическа енергия.

Преди около една година калифорнийската стартираща компания HyPoint приключи с голям успех тестовете на своята нова система от водородни горивни елементи с турбокомпресор и въздушно охлаждане. Тестовете показаха, че водородните горивни клетки HyPoint достигат плътност на мощността 2000 W/kg и плътност на енергията до 1500 Wh/kg. Новата технология на HyPoint е предназначена предимно за водородните самолети и за градския аеротранспорт – аеротаксита и други VTOL (с вертикално излитане и кацане – бел. ред.) апарати. Новите горивни клетки са създадени с поддръжката на Министерството на енергетиката на САЩ. Но тази технология се оказа твърде скъпа и не получи разпространение.

Новата формула и нова технология на учените от Хонконг са поредната стъпка в това направление и може да доведе до създаването на евтин, чист и ефикасен електрически транспорт, базиран на водород.