Ученые из России создали дешевый безопасный катализатор для топливных элементов

Российские химики синтезировали малотоксичное соединение железа и марганца. Его можно использовать для ускорения реакций между топливом и окислителем внутри ячеек топливных элементов. Об этом в среду сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"При относительной дешевизне металлопорфирины железа и марганца обладают низкой токсичностью и могут использоваться в качестве катализаторов, необходимых для работы топливных элементов. Это позволит усовершенствовать данные устройства для хранения и преобразования энергии", - пояснил старший научный сотрудник Института химии растворов РАН (Иваново) Сергей Кузьмин, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Топливные элементы - один из относительно новых способов хранения электрической энергии. Она извлекается в результате химических реакций между двумя типами химических веществ - топливом и окислителем. Как правило, топливные элементы состоят из емкостей, насосов, наборов электродов и специальной мембраны.Она пропускает через себя заряженные частицы, что позволяет веществам вступать в реакции друг с другом.

Как отмечают Кузьмин и его коллеги, эффективность работы топливных элементов можно значительным образом повысить при помощи катализаторов, ускоряющих реакции между топливом и окислителем, в роли которого обычно выступает кислород. Сейчас для этих целей применяют материалы на базе платины, благородного металла, запасы которого на Земле крайне ограничены.

Российские химики выяснили, что платину в катализаторах для топливных элементов можно заменить на металлопорфирины железа и марганца. Это органические соединения, похожие по структуре на ключевую часть гемоглобина и других важнейших белков животных и растений. Ученые встроили эти молекулы в тонкие пленки и проследили за тем, как они ускоряют реакции внутри прототипов топливных ячеек.

Эти опыты показали, что комбинация из органических соединений железа и марганца была примерно в 1,5 раза эффективнее, чем каждое из этих веществ по отдельности, благодаря чему топливная ячейка достигла высокого КПД. Как надеются ученые, их разработка в ближайшем будущем станет альтернативой для широко применяемых платиновых катализаторов.

Источник: https://nauka.tass.ru/nauka/19108655