Углеродно-азотное покрытие улучшило работу никелевого анода
Американские и китайские ученые получили рекордно эффективный водородный топливный элемент без благородных металлов. Они нанесли на никелевый электрод тонкое графеновое покрытие, которое одновременно облегчает связывание водорода и предохраняет электрод от окисления. Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В щелочном водородном топливном элементе на аноде водород Н2 окисляется до воды Н2О, а на катоде кислород О2 восстанавливается до гидроксил-ионов ОН-. Чтобы ускорять реакции, на оба электрода наносят слой катализатора — чаще всего это платина, иридий и их соединения. Ученые ищут способы заменить дорогие платиновые металлы на более доступные материалы (желательно сразу на обоих электродах), но сделать это не так просто. Для щелочных топливных элементов с полимерным электролитом уже разработали эффективные катодные катализаторы на основе марганца, кобальта и железа. Оптимизировать работу анода оказалось труднее. Лучшие результаты показывают никелевые аноды, но даже они все еще примерно на два порядка менее эффективны, чем платиновые. Кроме того, в процессе окисления водорода никель постепенно пассивируется, покрывается пленкой оксида никеля NiO, поэтому