Пресс-офис Toyota сообщил о прорыве в области разработки топливных элементов новой генерации. Дальнейшие разработки в данной области могут привести к выпуску водородных машин нового поколения.
Едва выпустив первую серийную модель на топливных элементах, Toyota решила совершенствовать технологию. Надо сказать, что Mirai и без того смотрится приличной альтернативой большинству относительно недорогих автомобилей с электрическими и гибридными установками: выхлоп – водяной пар, заправка занимает несколько минут, запас хода – без малого 500 км, притом, в движение машину приводит электромотор, чьи показатели тяги сравнимы с объемными современными турбодизелями. Но этого японцам показалось мало, теперь они стараются улучшить катализатор топливного элемента для того, чтобы добиться большей стабильности и увеличить жизненный цикл.
По сообщению пресс-службы Toyota, специалисты совместно с учеными из центра тонкой керамики создали уникальную технологию наблюдения за деградацией катализатора, что входит в состав водородных элементов. Благодаря данному методу, у ученых появилась возможность наблюдать за изменениями прямо в ходе химической реакции. Ожидается, что в будущем открытие позволит создавать долговечные, эффективные и стабильные блоки топливных элементов.
Принцип работы водородных элементов основан на выработке энергии в результате реакции между кислородом и водородом. Входящая платина в конструкцию является катализатором, нужным для реакции. Как смогли выяснить участники проекта, снижение активности катализатора связано с ростом физических размеров частиц при падении эффективной площади. Отследить приводящие к этому результату процессы до изобретения нового метода было невозможно.
Изобретенный способ позволит сравнить характеристики разных носителей для нанесения катализатора.
Работа топливного элемента
Топливные элементы вырабатывают энергию за счет химической реакции кислорода и газообразного водорода, в которой водород использован со стороны анода, а кислород – катода. Единственным побочным продуктом является вода. В процессе реакции водород разделяется на катионы и электроны водорода на стороне анода. На катализаторе из платины анода водород теряет электроны. Их поток движется к катоду кислорода, при этом вырабатывая энергию для питания электромотора.
Катионы водорода проводятся через мембрану на сторону катода, где образуется вода при соединении с кислородом. Для такой реакции в качестве катализатора используется платина. Так, платина – нужный компонент для производства энергии в топливных элементах, играющий важную роль в увеличении их эффективности.
Сложность в том, что платина – дорогостоящий и редкий элемент. В процессе реакции платиновые наночастицы укрупняются, что вызывает снижение количества вырабатываемой топливным элементом электроэнергии. Блокированием или снижением скорости процесса и заняты в Toyota. И надеются, что выход будет найден в ближайшее время.
