Kobalt może uratować samochody na wodór. Platyna jest zbyt rzadka i droga

Dlaczego samochody wodorowe są niedopuszczalne? Z dwóch głównych powodów: stacje benzynowe na ten gaz nie są jeszcze zbyt popularne, aw niektórych krajach nie ma ich wcale. Ponadto ogniwa paliwowe wymagają zastosowania platyny, która jest drogim i rzadkim pierwiastkiem, mającym wpływ na ostateczną cenę pojazdów FCEV. Dlatego naukowcy już pracują nad zastąpieniem platyny kobaltem.

Kobalt może spopularyzować samochody wodorowe

Spis treści

• Kobalt może spopularyzować samochody wodorowe
  • Badania kobaltu ogólnie pomagają ogniwom paliwowym

Kobalt to pierwiastek o wyjątkowych właściwościach. Stosowany jest do odsiarczania paliw w rafinacji ropy naftowej (tak, tak, Pojazdy spalinowe również potrzebują kobaltu do jazdy.), jest również stosowany w elektrotechnice - oraz w wielu urządzeniach zasilanych bateryjnie - w katodach ogniw litowo-jonowych. W przyszłości może to pomóc pojazdom napędzanym wodorowymi ogniwami paliwowymi (FCEV).

Jak powiedział na początku 2020 r. szef zespołu badawczo-rozwojowego BMW Klaus Fröhlich, samochodów wodorowych nigdzie nie ma, ponieważ ogniwa paliwowe są 10 razy droższe niż napęd elektryczny. Większość kosztów (50 procent kosztu ogniwa) pochodzi z zastosowania elektrod platynowych, które działają jako katalizatory w ogniwach paliwowych, przyspieszając reakcję wodoru z tlenem.

Naukowcy z Narodowego Laboratorium Pacyfiku Północno-Zachodniego postanowili zastąpić elektrody platynowe kobaltemw którym atomy metalu są przeplatane atomami azotu i węgla. Taka struktura, w której kobalt utrzymywany jest w specjalnie przygotowanych strukturach organicznych, powinna być czterokrotnie mocniejsza niż z żelaza (źródło). Docelowo powinien być też tańszy od platyny, na giełdach cena kobaltu jest około 1 razy niższa od ceny platyny.

Badania kobaltu ogólnie pomagają ogniwom paliwowym

Okazało się, że reaktywność takiego ośrodka jest lepsza niż innych katalizatorów zbudowanych bez obecności platyny czy żelaza. Udało się również stwierdzić, że nadtlenek wodoru (H2O2) generowany podczas utleniania powoduje rozkład i spadek wydajności katalizatora. Pozwoliło to zabezpieczyć elektrody i zwiększyć wytrzymałość konstrukcji, co może w przyszłości wydłużyć żywotność ogniw.

Aktualna żywotność ogniwa paliwowego na bazie platyny szacuje się na około 6-8 tys. godzin przy niestałej pracy systemów, co daje do 333 dni ciągłej pracy lub do 11 roku życia, z możliwością aktywności przez 2 godziny dziennie... Na komórki największy wpływ mają zmienne obciążenia i procesy aktywności związane z brakiem pracy, dlatego niektórzy eksperci wprost stwierdzają, że nie powinny być stosowane w samochodach.

Aktualizacja 2020/12/31, obserwuj. 16.06/XNUMX: Oryginalna wersja tekstu wspominała o „platynowych membranach”. To oczywisty błąd. Powierzchnia co najmniej jednej z elektrod jest platynowa. Na tym zdjęciu wyraźnie widać platynową warstwę katalizatora umieszczoną pod membraną. Przepraszamy za brak koncentracji podczas redagowania tekstu.

Fotografia otwarcia: ilustracja, ogniwo paliwowe (c) Bosch / Powercell

To może Cię zainteresować: