Новый катализатор подготовит электромобили к российским реалиям

Чтобы увеличить пробег электромобилей, важный для российских реалий, ученые из Новосибирского государственного университета и Института катализа СО РАН разработали катализатор для реакции получения водорода прямо на борту машины. Статья с результатами исследования опубликована в Applied Catalysis B: Environmental

Будущее электромобилей в качестве городского транспорта выглядит весьма перспктивным, но использовать их для дальних поездок, что особенно актуально для российских реалий, вряд ли пока возможно из-за ограниченной емкости существующих батарей и медленной зарядки. Решить эту проблему призваны специальные устройства, называемые «увеличителями пробега» или «range-extenders», которые, работая на каком-либо из видов традиционного или возобновляемого топлива (бензин, дизель, биоэтанол и др.) с максимальным КПД, медленно подзаряжают батарею, увеличивая максимальную дальность пробега электромобиля на 50-100 % с минимальным расходом топлива.

Генераторами энергии для таких устройств перспективно использовать не традиционные двигатели внутреннего сгорания, а низкотемпературные топливные элементы с протон-обменной мембраной (ПОМ ТЭ) благодаря их высокому КПД, бесшумности работы и низкому весу.

Обычно в качестве топлива для ПОМ ТЭ используется водород, который, как правило, производится на крупных предприятиях и хранится в баллонах высокого давления. Применять это в автотранспорте неэффективно из-за высокой массы и соображений безопасности. В качестве альтернативы можно получать водород прямо на борту автомобиля из какого-либо вида топлива, например, бензина. В этом случае удается избежать проблем, связанных с хранением водорода, и использовать хорошо развитую инфраструктуру автозаправочных станций.

Это можно реализовать, в частности, с помощью многоступенчатого каталитического топливного процессора. Одна из главных проблем в этой области — финальная стадия глубокой очистки от угарного газа (СО), который для ПОМ ТЭ очень вреден. Чтобы решить эту проблему, ученые селективно гидрируют весь СО в смеси до метана (СН₄), при этом «не трогая» избыток СО₂.

Команда ученых из Новосибирского государственного университета и Института катализа СО РАН придумала катализатор для этой реакции.

«Если в двух словах, мы синтезировали очень активный в обеих реакциях Ni/CeO₂ катализатор. Поняли, что реакции гидрирования СО и СО₂ протекают на разных участках поверхности катализатора. И селективно закрыли центры на поверхности оксида церия, на которых активируется СО₂, добавками хлора. В наших последних статьях обсуждается выбор хлора в качестве допирующего агента и то, как эти добавки работают. Получился такой сплав фундаментальной науки со вполне вероятным практическим применением», — рассказывает кандидат химических наук Дмитрий Потемкин из НГУ.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес science@indicator.ru.