Марганец решит проблему водородного топливного элемента
Нельзя развить крупномасштабную водородную экономику из-за этой проблемы, связанной с катализаторами
Марганец известен по производству банок из нержавеющей стали или алюминия для пива или газировки. Теперь исследователи говорят, что этот металл будет полезен в составе одного из наиболее перспективных источников возобновляемой энергии - водородных топливных элементов.
В статье журнала Nature Catalysis [1] описывается открытие, которое может в конечном итоге решить наиболее неприятную проблему водородных топливных элементов: они недоступны по цене, поскольку большинство катализаторов изготавливаются из платины, редкого и дорогого металла.
«Нельзя развить крупномасштабную водородную экономику из-за этой проблемы, связанной с катализаторами». «Марганец - один из наиболее распространенных элементов в земной коре, он широко распространен по всей планете. Это может наконец решить эту проблему».
На протяжении многих лет исследователи ведут поиск альтернативных катализаторов для водородных топливных элементов. Они сообщили о достигнутых успехах в исследовании катализаторов на основе железа и кобальта. Однако, каждый из них со временем изнашивается, утрачивая полезные свойства.
В предыдущих исследованиях было обнаружено, что добавление азота в марганец вызывает внутренние изменения в металле, что делает его более стабильным элементом. В экспериментах, о которых сообщалось ранее в исследовании, испытатели разработали относительно простой двухэтапный метод добавления структуры из углерода и формы азота, называемой тетранитрогеном, к марганцу.
В результате был получен катализатор, сопоставимый по своей способности расщеплять воду (реакция, необходимая для получения водорода) с платиной и другими металлами.
Что еще более важно, стабильность катализатора делает его потенциально пригодным для водородных топливных элементов. Это может привести к широкому внедрению этой технологии в автобусах, автомобилях и других видах транспорта, а также в резервных генераторах и других источниках питания.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на улучшении углеродной микроструктуры катализатора и метода добавления азота. Цель состоит в том, чтобы еще больше повысить эффективность катализатора в прикладном применении водородных топливных элементов.
Ссылки:
1. https://doi.org/10.1038/s41929-018-0164-8
Источник: University at Buffalo
