Китайские учёные создали железный катализатор для топливных элементов, способный заменить платину
Учёные создали мощный железный катализатор для топливных элементов, который бросает вызов платине, предлагая более чистую и долговечную водородную энергетику. (Конструкция CS Fe/N-C.) Автор: Ясун Чжао
Китайские учёные разработали высокопроизводительный железный катализатор для протонообменных мембранных топливных элементов (PEMFC), который может значительно сократить зависимость от дорогостоящей платины. Новая конструкция, описанная как «внутренняя активация, внешняя защита», обеспечивает рекордную эффективность и долговечность.
Традиционные Fe/N-C катализаторы обычно полагаются на внешнюю поверхность графена или углеродных носителей, что ограничивает доступность активных центров. PEMFC также сталкивались с проблемами сильного связывания с кислородными промежуточными продуктами, плохой кинетикой реакции и уязвимостью к реакциям Фентона.
Исследовательская группа под руководством профессора Дань Вана (Шэньчжэньский университет) и профессора Чжан Суоцзяна разработала катализатор с одинарными атомами железа на изогнутой поверхности (CS Fe/N-C) с уникальной наноконфайнментной полой многооболочечной структурой (HoMS). Каждая наночастица размером около 10×4 нм состоит из нескольких оболочек, где атомы Fe сконцентрированы во внутренних слоях с высокой плотностью.
Внешний графитизированный углеродный слой эффективно ослабляет силу связывания кислородсодержащих промежуточных продуктов и подавляет генерацию гидроксильных радикалов
Катализатор продемонстрировал рекордную плотность мощности 0,75 Вт/см² при работе на воздушно-водородной смеси с сохранением 86% активности после более чем 300 часов непрерывной работы. Это одно из лучших показателей среди PEMFC, свободных от металлов платиновой группы.
Исследование, опубликованное в журнале Nature, открывает новые возможности для разработки высокопроизводительных катализаторов следующего поколения для экологически чистой энергетики.
0 комментариев