Создан катализатор, способный дать импульс развитию электромобилей и «зеленой» энергетики

Ученые из Лос-Аламосской национальной лаборатории (США) создали новый тип наноструктурированного катализатора на основе углерода, который может проложить путь к надежным, экономичным аккумуляторам следующего поколения и щелочным топливным элементам, а также более совершенным гибридным электрическим транспортным средствам.

В статье, появившейся недавно в журнале Nature Communications, ученые Хун Т. Чунг, Петр Зеленай и Джонг Х. Вон описали новый тип легированного азотом катализатора из углеродных нанотрубок. Новый материал обладает самой высокой среди имеющихся сегодня катализаторов из недрагоценных металлов активностью в реакции восстановления кислорода в щелочной среде. Эта активность имеет решающее значение для эффективного хранения электроэнергии.

В новом катализаторе нет драгоценных металлов, вроде платины, однако при определенных условиях он действует так же эффективно, как многие хорошо известные и очень дорогостоящие катализаторы из драгоценных металлов, предназначенные для использования в аккумуляторах и топливных элементах. Более того, хотя этот катализатор основан на азотсодержащих углеродных нанотрубках, он не требует трудоемкой, токсичной и дорогостоящей обработки, которая обычно необходима в процессе конверсии таких материалов для последующего использования в качестве катализаторов.

«Полученные сведения могут помочь открыть наноструктурированным углеродным материалам путь в щелочные топливные элементы, металл-воздушные аккумуляторы и определенные электролизеры», — говорит Зеленай. – «Литий-воздушный вторичный аккумулятор – возможно, самая перспективная из известных металл-воздушных батарей – обладает в 10 раз большим потенциалом в вопросе хранения энергии, чем самый современный литий-ионный аккумулятор. Следовательно, новый катализатор делает возможным создание экономичных литий-воздушных батарей, способных снабжать питанием электрические средства передвижения или стать эффективным и надежным средством хранения «зеленой» энергии, поступающей из непостоянных источников, таких как ветряные генераторы или солнечные панели».

Ученые разработали оригинальный метод синтеза нового катализатора, предполагающий использование доступных химических веществ, которые позволяют получать материал за один этап. Они также продемонстрировали, что новый метод синтеза может масштабироваться и применяться для производства больших объемов катализатора, а также использоваться для создания других материалов на основе углеродных нанотрубок.

Дата: 18 августа 2015