понедельник, 19 марта 2012 г.

Созданы более эффективные водородные топливные ячейки

Созданы более эффективные водородные топливные ячейкиНа водородные топливные элементы, подобные тем, что устанавливаются в некоторые «зелёные» автомобили, возлагаются серьёзные надежды, но чтобы они стали полноправной явью, нужно значительно повысить их эффективность и снизить стоимость. Возможно, исследовательская группа из Университета Центральной Флориды (США) сумела найти возможность и волков накормить, и овец сберечь.

Большинство водородных топливных элементов использует в качестве катализатора дорогой благородный металл — платину. Есть всего несколько альтернативных вариантов, способных и хорошо работать, и выдерживать высокую кислотность среды внутри рабочего объема топливного элемента, в котором энергия химической реакции водорода конвертируется в электрическую. Лишь четыре элемента не поддаются коррозии в таких условиях: платина (Pt), иридий (Ir), золото (Au) и палладий (Pd). Первые два очень редки и дороги (особенно иридий), что делает их совершенно бесполезными для массового производства. Другие, как всегда полагали, не так эффективны в качестве катализаторов водородных топливных ячеек.

Учёные из Университета Центральной Флориды под руководством Сергея Столбова сконцентрировали свои усилия как раз на золоте и палладии, стараясь сделать их более подходящими для соответствующего применения. Результатом стало создание слоевой сэндвичподобной структуры, состоящей из более распространённых элементов — золота, палладия и др.

Внешний моноатомный слой (верх «сэндвича») — это палладий или золото. Ниже идёт слой, работающий на повышение скорости энергетической конверсии, а также выступающий в качестве защиты катализатора от кислотного окружения. Эти два слоя покоятся на основании из недорогого субстрата — вольфрама (W), который также добавляет стабильности всему катализатору. В качестве слоя номер два используются рутений (Ru) или железо (Fe) — для золота и палладия соответственно. Получилось, правда, не совсем равноценно, и триумвират Pd, Fe и W выглядит намного дешевле, чем Au, Ru и W.

Результаты работы представлены в Journal of Physical Chemistry Letters.

Создав слоистую структуру катализатора, учёным удалось повысить эффективность энергетической конверсии, а также существенно снизить цену конечного продукта за счёт отказа от наиболее дорогих и редких металлов. Группа г-на Столбова уже тесно сотрудничает с Министерством энергетики США, чтобы понять, насколько воспроизводимы полученные результаты и имеет ли подобная реализация потенциал для промышленного производства.

Подготовлено по материалам Университета Центральной Флориды.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Другие новости науки и техники":

ZTE продемонстрировала волоконно-оптическую сеть следующего поколения
Китайская компания ZTE провела успешные испытания сверхвысокоскоростной сети передачи данных. В тестовой системе использовалась технология WDM (Wavelength Division Multiplexing) — мультиплексирование с разделением по длине волны. Она позволяет одновременно передавать несколько информационных каналов по одному оптическому волокну на разных несущих частотах. WDM существенно увеличивает пропускную ...
  (читать дальше)

Микрофлюидальная система растворяет клетки для биохимических анализов
В последние годы при изучении внутреннего строения клеток сделано немало важных открытий. Одни исследователи изолировали и идентифицировали нуклеиновые кислоты и протеины с их «особыми» свойствами, другие — распутали тугие клубки регуляторных и рабочих механизмов, лежащих в основе взаимодействий биохимических и фармацевтических компонентов внутри клеток. Ну а Дэйв Оу и его коллеги из Агентства по ...
  (читать дальше)

Наше главное отличие от обезьян — в способе управления генами
При необычайном сходстве геномов мы отличаемся от обезьян способом перетасовки генов: в этот процесс у нас с «родственниками» вовлечены абсолютные разные области генома. Генетическое разнообразие обеспечивается процессом рекомбинации: при созревании половых клеток гомологичные, отцовские и материнские, хромосомы, состоящие из одного набора генов, обмениваются друг с другом вариантами этих генов....
  (читать дальше)

Колибри не обращают внимания на раскраску цветков
Колибри запоминают самые «вкусные» цветы по их расположению, а не по внешнему виду. Цвет играет важную роль в пищевом поведении самых разных животных, от пчёл и бабочек до собак. Цветное зрение помогает понять, годится ли тот или иной объект в пищу — например, вкусен ли нектар у этого цветка и т. д. Логично было бы предположить, что и птицы ведут себя похожим образом, учитывая при поиске пищи её...
  (читать дальше)

Новой целью патентных троллей стали автобусные системы городских муниципалитетов США
Патентодержатели готовы подать иск на всё живое и неживое под Солнцем. Но новый финт, придуманный неким Мартином Джонсом, действительно оригинален. Он заявил, что система отслеживания автобусов при помощи GPS-навигации нарушает несколько его патентов. Дальнейшее очевидно: господин хочет денег от и без того близких к банкротству Портленда, Кливленда и Монтерея. Ход гениален: денег на адвокатов у не...
  (читать дальше)

Солнечные батареи на органических красителях: локальные научно-технологические подвижки без общей перспективы
Солнце обеспечивает нас одной из самых многообещающих форм возобновляемой энергии; одна беда — обычные солнечные батареи излишне дороги. Именно поэтому в своё время начались эксперименты с органическими красителями. В качестве рабочего материала, абсорбирующего солнечный свет, в таких установках применяются дешёвые органические красители, нанесённые на поверхность наночастиц диоксида титана, вме...
  (читать дальше)

Гёбекли-Тепе был центром притяжения различных культур
Ножи из обсидиана, обнаруженные в Гёбекли-Тепе, говорят о том, что это был не просто один из древнейших в мире храмов, но и место паломничества. На 7-й Международной конференции по производству тёсаного и шлифованного камня докерамического неолита, прошедшей в Барселоне (Испания), международная группа исследователей представила результаты химического анализа примерно 130 таких ножей. Они подтвер...
  (читать дальше)

Зачем гигантским кальмарам гигантские глаза
Зоологи выяснили, что аномально большие глаза нужны этим огромным головоногим, чтобы вовремя увидеть приближающегося хищника, — и это не настолько очевидное и банальное утверждение, как может показаться на первый взгляд. Зачем гигантским кальмарам гигантские глаза? Группа американских и шведских зоологов подробнейшим образом изучила этот вопрос и пришла к выводу, что большие глаза нужны этим мол...
  (читать дальше)

Человек разумный превзошёл неандертальцев, оказавшись в нужном месте в нужное время
Человек разумный появился около 200 тыс. лет назад и примерно 20 тыс. лет назад заселил весь мир, одержав безоговорочную победу над конкурентами. А всё дело в том, что наши предки переждали ледниковый период в правильном месте. Такую гипотезу выдвинули Джон Стюарт из Борнмутского университета и Крис Стрингер из лондонского Музея естественной истории (оба — Великобритания). Они утверждают, что кл...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)