Ученые НГУ изобрели катализатор, который поможет адаптировать электромобили под российские реалии

Команде ученых из Новосибирского государственного университета и Института катализа СО РАН удалось придумать катализатор для реакции, работающей на увеличение пробега электромобилей.

Электромобили приобретают все большую актуальность, поскольку улучшают экологическую обстановку на дорогах городов, обладают бесшумным ходом и неплохими динамическими характеристиками. Это отражается как в увеличении продаж электромобилей, так и в расширении их модельного ряда и даже появлении новых компаний, выпускающих только электромобили, таких как Tesla. Однако, если будущее электромобилей в качестве городского транспорта выглядит весьма светлым, то возможность их использования для дальних поездок, что особенно актуально для российских реалий, пока выглядит затруднительным из-за ограниченной емкости существующих батарей и медленной зарядки. Решить эту проблему призваны специальные устройства, называемые «увеличители пробега» или «range-extenders», которые, работая на каком-либо из видов традиционных или возобновляемых топлив (бензин, дизель, биоэтанол и др.) с максимальным КПД, медленно подзаряжают батарею, увеличивая максимальную дальность пробега электромобиля на 50-100 % с минимальным расходом топлива.

Наиболее перспективным видится применение в качестве генераторов энергии для таких устройств не традиционных двигателей внутреннего сгорания, а низкотемпературных топливных элементов 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. Однако, такое решение не эффективно для применения на автотранспорте в силу высокого веса и соображений безопасности. Альтернативным решением является получение водорода для питания ПОМ ТЭ непосредственно 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.

Получение водорода на борту автомобиля может быть реализовано в виде многоступенчатого каталитического топливного процессора. Одной из главных проблем в этой области является финальная стадия глубокой очистки от моноксида углерода (СО), который является ядом для ПОМ ТЭ, водородной смеси, которая содержит около 1 % СО, 10 % Н2О и 20 % СО2 помимо водорода. В качестве решения было предложено селективно гидрировать 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 слова, 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, заместитель декана Факультета естественных наук НГУ Дмитрий Потемкин , сотрудник САЕ «Низкоразмерные гибридные материалы» .

Результаты исследования были опубликованы в престижных иностранных научных журналах Applied Catalysis B: Environmental и Energy Technology .

Более подробно с содержанием исследования, а также другими недавними научными результатами можно на ресурсе Science Trends .

 
По теме
Акселерационная программа стала победителем конкурсного отбора в рамках федерального проекта «Платформа университетского технологического предпринимательства».
Игра по правилам - Газета Ведомости Преподаватель программирования из Новосибирска разработал вместе с детьми виртуальный тренажёр для отработки ПДД Станислав Проненко вместе со своими учениками-разработчиками в студии «Безопасная среда» на ВГТРК.
Газета Ведомости
Тренировочные мероприятия ОГЭ 2024 - Усть-Таркский район В целях подготовки к проведению государственной итоговой аттестации по образовательным программам основного общего образования в форме основного государственного экзамена в Усть-Таркском районе 27 марта 2024 года прошло
Усть-Таркский район
Победу приносит дружба - Газета Новосибирский район - территория развития Управление образования Новосибирского района определило победителей акции «Будущее за нами!».
Газета Новосибирский район - территория развития
Житель города Бердска предстанет перед судом по обвинению в убийстве родственника - Следственный комитет фото СУ СК РФ по Новосибирской области Следственным отделом по городу Бердск следственного управления Следственного комитета Российской Федерации по Новосибирской области завершено расследование уголовного дела в отно
Следственный комитет
Редкую патологию обнаружили у девочки из Новосибирска - более десяти лет потребовалось, чтобы установить диагноз Ребенок не может нормально питаться, твердая пища вызывает боль и кровотечения во рту.
ГТРК Новосибирск
С Сергеем Михалковым – весело! - ЦБС Баганского района Во второй день Недели детской книги в библиотеке состоялась встреча с воспитанниками детского сада «Колокольчик».
ЦБС Баганского района
С новым званием! - Краеведческий музей Поздравляем Риту Анатольевну Полянскую с присвоением звания «Почетный работник культуры» Новосибирской области!
Краеведческий музей
Поезд, идущий в овраге - Газета Ведомости «Собаки» и «Гадкий утёнок» — какие сюрпризы приготовили детям новосибирские театры?
Газета Ведомости