Железо вместо платины: как учёные удешевляют водородное будущее

Принцип работы водородных топливных элементов основан на реакции водорода и кислорода с образованием воды, в процессе которой вырабатывается электричество. Эта технология исключает вредные выбросы и обладает высокой энергоэффективностью — она преобразует более 60% энергии топлива, а при использовании выделяемого тепла КПД достигает 85%. Заправка водородом напоминает обычную заправку топливом и может осуществляться на централизованных станциях, что упрощает инфраструктурное внедрение для автопарков. Но высокая стоимость катализаторов на основе драгоценных металлов остаётся ключевым барьером.

Учёные сосредоточились на стабилизации железных катализаторов, которые дёшевы и широко доступны, но ранее не выдерживали условий работы в топливных элементах. Команде профессора Ву удалось решить эту проблему с помощью инновационного метода химического осаждения из газовой фазы, который значительно повысил стабильность и долговечность железа в протонообменных мембранных топливных элементах. Этот прорыв открывает путь к созданию более доступных катализаторов.

Исследование ориентировано прежде всего на тяжёлую технику — грузовики, автобусы и строительную технику, которые уже используют централизованные заправочные станции. Внедрение технологии в этом сегменте наиболее эффективно, так как позволит отработать масштабирование и снизить затраты. Как пояснил профессор Ву, после десятилетий проблем со стабильностью теперь удалось решить критическую задачу, и следующим шагом станет оптимизация железных катализаторов для полноценной замены драгоценных металлов.

Таким образом, замена платины на железо в катализаторах способна сделать водородные топливные элементы экономически жизнеспособными. Это откроет перспективы не только для транспорта, но и для других областей, таких как низковысотная авиация и энергоснабжение центров обработки данных. Технология может стать важным элементом в переходе к чистой энергетике, сочетая нулевые выбросы с высокой эффективностью.