Учёные исследуют топливный элемент «Toyota Mirai 2019»

Учёные исследуют топливный элемент «Toyota Mirai 2019»

Особенностью топливной системы, в первую очередь, отличилась конструкция автомобиля «Toyota Mirai 2019», предполагающая фактически нулевой уровень выбросов CO2. Достигается это благодаря топливному элементу, действующему на водороде. Традиционный бензин в данном случае «отдыхает». Но электроды топливных элементов «Toyota Mirai 2019» выполнены на основе дорогостоящей платины. Поэтому новую конструкцию авто инженеры потенциальных производств рассматривают, скорее, как объект изучения с целью сокращения использования платины.

Больше водородных автомобилей для рынка

Снижение дорогостоящего материала – платины, позволит сократить расходы на производство, что в свою очередь приведёт к появлению на рынке большего числа электромобилей подобного типа. Сейчас рассматриваются новые методы для количественной оценки металла, требующегося на изготовление электродов топливных элементов.

Ставится цель получения точного расчёта именно того количества металла, способного придать электродам топливных элементов оптимальные свойства. Если слой платины слишком толстый или, напротив, слишком тонкий, эффективность топливного элемента не достигает максимальной отдачи. Требуется «золотая середина».

Исследование, опубликованное журналом «Science» — результат совместной работы специалистов трёх американских университетов, раскрывает картину реальной эффективности. Исследовательская группа выдвинула теорию возможностей применения альтернативы и протестировала идею на палладии. Этот металл имеет близкие к платине свойства.

Топливный элемент — новый метод настройки


Учёные использовали новый метод настройки свойств тонких металлических листов — составляющих компонентов электро-катализаторов, выступающих частью электродов топливных элементов. Конечная цель исследований заключалась в тестировании новой методики на различных металлах.

Топливными элементами водород в сочетании с некоторым количеством кислорода превращается в электричество посредством так называемой реакции восстановления кислорода, активируемой электрокатализатором. Подбор точного размера толщины активного листа металла приводит к росту напряжения поверхности электрокатализатора и повышению эффективности в целом

Исследовательская группа прибегла к помощи компьютерного моделирования. Эксперимент показал вполне реальными возможности палладиевого электрокатализатора, включая манипулирования для достижения оптимальных свойств. Согласно результатам моделирования, оптимизация производительности электрокатализатора достигается при создании пятислойной конструкции, где толщина каждого слоя не больше одного атома.

Эксперименты подтвердили прогнозы моделирования. Более того, обнаружилось дополнительно, что новый метод расчётов позволяет увеличить активность катализатора в 10-50 раз. При этом используется на 90% меньше дорогостоящего металла, чем используется в конструкциях электродов современных топливных элементов.


При помощи информации: Purdue


Добавить комментарий

Внимание: Спам не пройдёт. Работает фильтрация комментариев. *