Многообещающая, более прочная конструкция топливных элементов может помочь преобразовать большегрузные грузовики и другие области применения экологически чистых топливных элементов. Состоящий из нанопроволок, которые менее подвержены коррозии, чем другие конструкции, инновационный электрод — сердце топливного элемента с полимерной электролитной мембраной — может открыть новую эру для топливных элементов, которые используют водород в качестве безэмиссионной энергии для транспортных средств.
«В реальных условиях это означает, что у нас может быть более прочный топливный элемент, который обеспечит высокую экономию топлива в течение более длительного срока службы», — сказал Джейкоб Спенделоу, ученый из команды Лос-Аламосской национальной лаборатории, который описал свои результаты в журнале. Расширенные материалы . «Эта работа демонстрирует, что мы можем избавиться от традиционных носителей катализатора на основе углерода, устраняя проблемы деградации, связанные с углеродной коррозией, при этом достигая высоких характеристик топливных элементов».
Повышенная долговечность делает этот топливный элемент многообещающим кандидатом для использования в тяжелых грузовых автомобилях, для которых требуется срок службы топливных элементов более 25 000 часов.
Коаксиальный электрод из нанопроволоки (CANE) состоит из массива вертикально ориентированных нанопроволок , в которых каждая нанопроволока содержит каталитически активную платиновую пленку, окружающую ионопроводящее полимерное ядро. Избегая использования носителей катализатора на основе углерода, CANE устраняет распространенные механизмы деградации, связанные с углеродной коррозией.
Команда подвергла новые топливные элементы ускоренным стресс-тестам, чтобы оценить их долговечность. CANE потерял всего 2% своей производительности после 5000 циклов стресс-тестов , посвященных материалам подложки, по сравнению с потерей производительности на 87%, наблюдаемой с обычным углеродным электродом.
Коаксиальная нанопроволока является одной из нескольких новых конструкций топливных элементов , созданных в Лос-Аламосской национальной лаборатории; конструкция электрода с желобками была недавно описана в журнале Nature Energy.
