02.12.2022
Ученые Химического факультета ЮФУ разработали новый метод
производства катализаторов для передовых экологичных двигателей.
Предложенная импортозамещающая технология позволяет получать
катализаторы, не уступающие зарубежным аналогам, и даже
превосходящие их по целому ряду характеристик.
Электрокатализаторы – одни из основных компонентов низкотемпературных
топливных элементов (НТЭ), широко применяемых в «чистых»
транспортных средствах нового поколения. Качество катализатора, прежде
всего, определяет мощностные характеристики и срок службы НТЭ.
По словам специалистов, повысить эффективность топливного элемента
можно за счет управления микроструктурой электрокатализаторов при их
производстве. В одном из последних исследований ученые ЮФУ нашли
нужный метод управления микроструктурой катализаторов. Новая
технология позволяет варьировать параметры катализатора в зависимости от
задач финального устройства. Технология отличается от аналогов простотой,
масштабируемостью и отсутствием добавок, загрязняющих окружающую
среду – в своей работе специалисты применяли экологически безопасные
жидкофазные методы синтеза.
«Чем лучше электрокатализатор, тем быстрее протекают
токообразующие реакции и тем выше мощность конечных устройств. Наши
катализаторы ускоряют химические превращения в НТЭ и повышают их
устойчивость к загрязнителям, содержащимся в топливе, и к
продуктам окисления метанола», – объяснил аспирант кафедры
электрохимии ЮФУ Кирилл Паперж.
Производство новых катализаторов на основе предложенной технологий
может быть полностью импортонезависимым. При этом стоимость
отечественных материалов будет существенно ниже, чем у зарубежных
аналогов, а функциональные характеристики значительно выше по ряду
параметров.
НТЭ с новыми катализаторами будут востребованы при производстве
автомобилей, поездов, кораблей, беспилотных летательных аппаратов,
портативных зарядных устройств и других современных экологичных
транспортных и энергетических систем.
«Мы синтезировали электрокатализаторы, которые могут применяться в
качестве анода в НТЭ, работающих как на метанольном топливе, так и на
водородо-воздушных топливных смесях», – рассказал Кирилл Паперж.
Еще одна особенность нового подхода – возможность за один цикл
произвести более одного грамма катализатора, тогда, когда другие
технологии обеспечивают выход продукта в 10 раз меньше, отметили
ученые.
«Важной характеристикой катализаторов является площадь
электрохимически активной поверхности: чем это значение выше, тем
быстрее может протекать токообразующая реакция. У нашего материала
площадь активной поверхности больше в два раза, чем у лучшего
коммерческого аналога», – отметил ученый.
Результаты исследования опубликованы в научном журнале Catalysts. В
настоящий момент исследователи разрабатывают новые способы улучшения
микроструктуры каталитических материалов за счет применения
ультрафиолетового облучения в процессе синтеза.
Пресс-служба ЮФУ
Нет комментариев