Кобальт може врятувати водневий автомобіль. Платина дуже рідкісна і дорога

Чому водневі автомобілі неприйнятні? З двох основних причин: заправні станції для цього газу поки не дуже популярні, а в деяких країнах їх взагалі нема. Крім того, паливні елементи вимагають використання платини, яка є дорогим та рідкісним елементом, що впливає на остаточну ціну автомобілів FCEV. Тому вчені вже працюють над заміною платини на кобальт.

Кобальт може зробити автомобілі на водні популярними

Зміст

• Кобальт може зробити автомобілі на водні популярними
  • Дослідження кобальту допомагають паливним елементам загалом

Кобальт – це елемент із унікальними властивостями. Він використовується в десульфуризації палива при переробці сирої нафти (так, так, Автомобілі внутрішнього згоряння також потребують кобальту для руху.), він також використовується в електротехніці - і в багатьох пристроях з батареями - в катодах літій-іонних елементів. У майбутньому це допоможе автомобілям на водневих паливних елементах (FCEV).

Як заявив на початку 2020 року голова групи досліджень та розробок BMW Клаус Фреліх, автомобілів з водневим двигуном ніде не знайти, тому що паливні елементи в 10 разів дорожчі, ніж електричний привід. Більшість вартості (50 відсотків вартості елемента) пов'язана з використанням платинових електродів, які діють як каталізатори в паливних елементах, прискорюючи реакцію водню з киснем.

Вчені Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії вирішили замінити платинові електроди на кобальтовів якому атоми металів перемежовуються з атомами азоту та вуглецю. Така структура, в якій кобальт утримується у спеціально підготовлених органічних структурах, має бути вчетверо більш міцною, ніж зроблена із заліза (джерела). Зрештою він також повинен бути дешевшим за платину, на біржах ціна на кобальт приблизно в 1 раз нижче, ніж ціна на платину.

Дослідження кобальту допомагають паливним елементам загалом

Виявилося, що реакційна здатність такого середовища краща, ніж у інших каталізаторів, побудованих без присутності платини чи заліза. Також можна було виявити, що перекис водню (H2O2), що утворюється в процесі окислення, викликає розкладання та зниження ефективності каталізатора. Це дозволило захистити електроди та підвищити міцність конструкції, що в майбутньому може продовжити термін служби елементів.

Поточний термін служби паливного елемента на основі платини оцінюється приблизно в 6-8 тисяч годин при непостійній роботі систем, що дає до 333 днів безперервної роботи або до 11 років, за умови активності по 2 години на день. На клітини найбільше впливають змінні навантаження та процеси активності, пов'язані з відсутністю роботи, тому деякі експерти прямо заявляють, що їх не можна використовувати у автомобілях.

Оновлення 2020/12/31, годинник. 16.06: в оригінальній версії тексту згадувалося про «платинові мембрани». Це очевидна помилка. Поверхня, принаймні, одного з електродів – платина. На цьому фото добре видно шар шаринового каталізатора розташований під діафрагмою. Просимо вибачення за недостатню концентрацію при редагуванні тексту.

Відкриття фотокартки: ілюстрація, паливний елемент (c) Bosch / Powercell

Це може вас зацікавити: