Топливные элементы начинают рассматриваться как многообещающая и экологически чистая альтернатива традиционным двигателям внутреннего сгорания (ДВС). Это связано с тем, что они выделяют исключительно воду и обладают рядом преимуществ, таких как отсутствие вредных выбросов, быстрая заправка и значительный запас хода. Однако, несмотря на такие достоинства, их массовое внедрение затрудняется высокими затратами и проблемами, связанными с безопасным производством и хранением водорода. Для решения этих задач требуется разработка эффективных катализаторов, которые смогут повысить коэффициент полезного действия (КПД) топливных элементов. Об этом сообщает ЮФУ.
По словам Сергея Беленова, ведущего научного сотрудника научно-образовательного центра ЮФУ «Химия и физика функциональных и наноструктурных неорганических материалов», основной целью их проекта является повышение активности, стабильности и универсальности катализаторов, а также возможное снижение стоимости за счет использования разных металлов. Это может оказать положительное влияние на потребителей. Главная задача заключается в создании наночастиц из нескольких металлов с формированием сплавов, которые получили специальное название «высокоэнтропийные» (ВЭС) из-за использования пяти и более компонентов.
Разрабатываемые наночастицы будут состоять из пяти и более металлов, включая металлы платиновой группы. Успех в «разбавлении» дорогой платины может существенно снизить производственные расходы, однако основной акцент ученые делают на повышении стабильности и активности катализаторов, работающих в условиях агрессивной среды.
Практическая цель проекта заключается в снижении содержания дорогостоящих металлов, таких как платина, в ключевых компонентах для водородной энергетики. Это открывает возможность сделать производство топливных элементов для различных приложений, включая транспорт, беспилотные летательные аппараты и стационарные электрогенераторы, более доступным.
Как отмечает Беленов, в течение ближайших 4–5 лет планируется запатентовать технологию производства катализаторов, что позволит начать выпуск первых коммерческих партий и подтвердить эффективность этих катализаторов, например, в топливных элементах для беспилотников.
Сегодня команда Химического факультета ЮФУ активно занимается развитием технологий в области водородной энергетики, реализуя свои проекты при поддержке Российского научного фонда. Ведутся междисциплинарные исследования, направленные на решение стратегических задач научно-технологического развития в рамках программы «Приоритет 2030», включая создание новых функциональных материалов и катализаторов для низкоуглеродной энергетики будущего.
Южный федеральный университет, являясь участником программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030», сосредоточил свои усилия на решении задач научно-технологического развития страны. В рамках этой работы университет создает производственно-технологические цепочки полного цикла, отвечающие на «большие вызовы» современности. Ключевые направления развития охватывают критические и сквозные технологии, лежащие в основе трех основных стратегических технологических проектов вуза: «Технологии биоинженерии почв», «Технологии многофункциональной микроэлектроники и интеллектуальной сенсорики для биогибридных и киберфизических систем», а также «Технологии ускоренной разработки и трансфера стратегически важных материалов в микро- и малотоннажное производство».
Следите за свежими новостями ЮФУ в МАКСРед: Юлия Сопрунова.