Исследователи Химического факультета Южного федерального университета (ЮФУ) разрабатывают инновационный тип катализаторов для водородных топливных элементов. Разработка способна радикально удешевить и повысить эффективность устройств «зелёной» энергетики.
В чём суть инновации?
Учёные создают высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) — наночастицы из пяти и более металлов, включая металлы платиновой группы. Ключевой момент: дорогая платина «разбавляется» другими металлами. Это даёт тройной эффект:
- снижение себестоимости производства;
- повышение стабильности катализатора;
- рост активности в агрессивных средах.
Почему это важно?
Водородные топливные элементы — перспективная экологичная замена ДВС: они выделяют только воду, обеспечивают нулевые вредные выбросы, быструю заправку и большой запас хода. Однако их массовое внедрение тормозится из‑за:
- высоких затрат на производство;
- сложностей с безопасным производством и хранением водорода.
Новые катализаторы призваны решить эти проблемы за счёт:
- повышения КПД топливных элементов;
- снижения содержания дорогих металлов (например, платины) в ключевых компонентах.
Перспективы внедрения
По оценкам руководителя исследования, ведущего научного сотрудника НОЦ ЮФУ «Химия и физика функциональных и наноструктурных неорганических материалов» Сергея Беленова, технология может быть запатентована в ближайшие 4–5 лет. Это откроет дорогу к:
- выпуску первых коммерческих партий;
- тестированию катализаторов в реальных устройствах (например, в топливных элементах для беспилотников);
- масштабированию производства для транспорта, БПЛА и стационарных генераторов.
Контекст проекта
Работа ведётся в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет‑2030» (нацпроект «Молодёжь и дети»). Проект поддерживается Российским научным фондом и вписывается в ключевые направления развития ЮФУ, включая:
- создание новых функциональных материалов;
- разработку катализаторов для низкоуглеродной энергетики;
- формирование производственно‑технологических цепочек полного цикла.