Замена ископаемому топливу. Ученые из Австралии заставили водородные элементы работать при 250 °C без воды

Об этом сообщает Interesting Engineering.

Новые водородные ячейки являются экологически чистой альтернативой ископаемому топливу. Во время работы они не выделяют углерода, оставляя только воду и тепло. Также, в отличие от солнечных батарей или ветряков, такие установки способны производить энергию по запросу и подходят для питания дата-центров или транспорта.

До сих пор главным препятствием для массового использования топливных элементов была их зависимость от воды. Мембраны выполняют важную функцию транспортировки протонов, однако при высоких температурах вода быстро испаряется. Это существенно ограничивало производительность и сферу применения таких энергетических систем.

Австралийские ученые решили эту проблему, создав атомарно тонкие нанолисты из графена и нитрида бора и поместив между ними наноограниченную фосфорную кислоту. В результате мембрана продемонстрировала сверхвысокую выходную мощность и способность транспортировать протоны без водной среды.

«Интегрируя нанолисты, проводящие протоны, с наноограниченной фосфорной кислотой, мы создали мембрану, которая поддерживает быстрый транспорт протонов, не полагаясь на воду, — сказал Хуантин Ван, профессор кафедры химической и биологической инженерии Университета Монаша, — Это позволяет топливным элементам работать эффективно при значительно более высоких температурах, чем это возможно сейчас».

Лабораторные испытания продемонстрировали сверхбыстрое движение протонов в материале при температуре 250 °C. Разработка эффективно функционировала даже при использовании концентрированного метанола в качестве топлива.

Исследователи убеждены, что разработанные материалы подойдут для электрохимических систем расщепления воды, восстановления углекислого газа и синтеза аммиака.