За тежкотоварни автомобили водородните горивни клетки са по-привлекателни като алтернативен източник на енергия в сравнение с акумулаторите – те позволяват зареждане с гориво толкова бързо, колкото и с бензин. Обикновено в горивните клетки се използват платинови катализатори, които са ефективни, но бързо се разрушават. Екип от учени от САЩ е разработил нов катализатор с живот до 200 000 часа в сравнение със сегашния стандарт от 30 000 часа.

Горивните клетки превръщат химическата енергия на водорода в електричество, като отделят само водни пари като страничен продукт. Тази химическа реакция обаче е твърде бавна, така че за постигане на практична скорост е необходим катализатор. Въпреки че катализаторите от платинени сплави традиционно осигуряват отлични химични реакции, легиращите елементи се отмиват с течение на времето, което намалява каталитичната ефективност. Този проблем е особено остър при тежкотоварните превозни средства. За да го реши, екип от Калифорнийския университет е разработил нова архитектура на катализатора, която предпазва платината от разграждането, характерно за сплавите, пише Science Daily.

Изследователите са започнали с вграждането на ултрафини наночастици платина в защитни джобове от графен. (Графенът – въглеродът е с дебелина на един слой атоми – е невероятно здрав, лек и високопроводим). След това капсулираните в графен наночастици са поставени в порестата структура на въглеродните композиции Ketjenblack. Конструкцията „частица в частицата“ осигурява дългосрочна стабилност, като същевременно поддържа високата каталитична активност, необходима за ефективната работа на горивните клетки.

„Мощните горивни клетки трябва да издържат на тежки условия на работа за дълги периоди от време, което прави издръжливостта ключов въпрос“, казва Ю Хуанг, ръководител на изследователския екип. – Нашият катализатор от чиста платина, подобрен със стратегия за защита, базирана на графен, преодолява недостатъците на конвенционалните платинови сплави, като предотвратява отмиването на легиращите елементи. Това нововъведение гарантира, че катализаторът остава активен и надежден дори при предизвикателните условия, характерни за транспортирането на дълги разстояния.“

Новият катализатор демонстрира загуба на мощност от по-малко от 1,1% след ускорен стрес тест, предназначен да симулира години експлоатация, след което дори 10% загуба се счита за отличен резултат.