Учёные из США разработали новый катализатор, который значительно повышает эффективность и долговечность топливных элементов на водороде, что может сделать их пригодными для тяжёлых транспортных средств и коммерческого флота, пишет Interesting Engineering.

Команда Национальной лаборатории Брукхейвена (Brookhaven National Laboratory) применила точную атомную инженерию, чтобы создать материал, выдерживающий экстремальные условия.

Новый катализатор протестировали в жёстких циклах: более 90 000 циклов, что соответствует примерно 25 000 часам непрерывной работы грузовиков, и он всё ещё превзошёл целевые показатели Министерства энергетики США.

Катализатор состоит из ядра, выполненного из сложного интерметаллида (high-entropy intermetallic) с примесью металлов — кобальта, никеля, железа и меди — и оболочки из одного слоя платины, которая защищает ядро.

Также исследователи добавили нитрогенную (с азотом) легированность, которая в сочетании с мельчайшими искажениями на атомном уровне («суб-ангстремные деформации») способствует лучшему взаимодействию между металлами и азотом, что усиливает как реакционную активность, так и устойчивость.

Водородные топливные элементы работают по принципу объединения водорода и кислорода, при этом единственным побочным продуктом является вода.

Такой подход уже используется в легковых автомобилях, но для тяжёлых транспортных средств требуются более выносливые и эффективные катализаторы.