Водородные топливные элементы - это экологически чистая технология, которая преобразует водород в электричество, при этом тепло и вода являются единственными побочными продуктами. Это делает их привлекательной экологичной альтернативой портативным источникам питания. Тем не менее, технология ограничена высокой стоимостью топливных элементов, поскольку они используют дефицитные и дорогие материалы, такие как платина для катализатора.

Исследователи из Имперского колледжа Лондона разработали катализатор, использующий только железо, углерод и азот, дешевые и легкодоступные материалы для водородных топливных элементов. Он может заменить редкую и дорогую платину, что позволит более широко использовать эту технологию. При разумном использовании они так же эффективны, как драгоценный металл, при работе топливного элемента на высокой мощности.

«Наша более дешевая конструкция катализатора должна сделать это реальностью и позволить развертывание значительно большего количества систем возобновляемой энергии, использующих водород в качестве топлива, что в конечном итоге сократит выбросы парниковых газов и поставит мир на путь нулевых выбросов», - сказал ведущий исследователь профессор Энтони. Кучернак.

Чтобы заставить его работать, команда создала катализатор, в котором все железо было рассеяно в виде отдельных атомов в электропроводящей углеродной матрице. Одноатомное железо имеет другие свойства, чем массивное железо, где все атомы сгруппированы вместе, что делает его более реакционноспособным. Это означает, что железо ускоряет реакцию, необходимую в топливном элементе, действуя как хороший заменитель платины.

«Мы разработали новый подход к созданию ряда «одноатомных» катализаторов, которые дают возможность реализовать ряд новых химических и электрохимических процессов», - сказал автор доктор Асад Мехмуд с химического факультета Imperial. «В частности, мы использовали уникальный синтетический метод, называемый трансметаллированием, чтобы избежать образования кластеров железа во время синтеза. Этот процесс должен быть полезен для других ученых, желающих приготовить аналогичный тип катализатора».