Вход на сайт

МЕДИАМЕТРИКА

Облако тегов

Новый графеновый катализатор для топливных элементов. Найдена замена платине.

Аватар пользователя Herz

Совместная группа ученых из США и Республики Корея открыли новый катализатор для реакций по восстановлению кислорода на основе частиц графена. Данная разработка позволит повысить эффективность топливных элементов и заменить графеновым катализатором ранее использовавшуюся для этих целей платину.

Топливные элементы вырабатывают электрический ток с помощью водорода, который является экологически чистым топливом. Не исключено, что в будущем ими оснастят транспортные средства — автомобили, самолеты и т. д. Необходимость использования платины в конструкциях элементов делает их довольно дорогостоящими.

В результате эксперимента выяснилось, что

катализатор нового типа отличается большей стабильностью и успешно противостоит окиси углерода и метанолу, образующихся в процессе реакции. Получают катализатор путем обработки графита с добавлением молекул газа, которые впоследствии и связывают кислород.

Ученые пришли к выводу, что

самым эффективным из всех опробованных вариантов является графен-йод. Так, после 10 тыс. циклов работы он обеспечивал производство электротока на уровне 85,6–87,4%, в то время как платина максимально выдавала 62,5%.

Напомним, что ученые из США работают над созданием биологических топливных элементов и уже вывели бактерию, способную генерировать электрический ток, поглощая водород.

Отсюда: http://www.nanonewsnet.ru/news/2013/novyi-grafenovyi-katalizator-dlya-to...

Одна из проблем водородной энергетики, дороговизна и редкость катализаторов, близка к решению.
Будущее где-то рядом )

Фонд поддержки авторов AfterShock

Комментарии

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(10:49:25 / 10-06-2013)

Оставьте уже водород в покое. Во-первых все кто рассказывает про водород молчат про то где его брать. Не с прямо с Солнца же завозить цистернами? Во-вторых водород сверх взрывоопасен, а поскольку это практически идеальный газ, отсюда имеем что он травит из малейших стыков и неплотностей со страшной силой. Добавьте это к его взрывоопасности и порадуйтесь .

Мирный "водород в каждой машине" будет выглядеть примерно вот так:

З.Ы.

Наиболее перспективными сейчас считаются твердо оксидные топливные ячейки.  В них  можно жечь  углеводороды от метана до соляры и платина им не нужна... там другие редкозёмы используются.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(10:50:04 / 10-06-2013)

Водород можно нарабатывать ВИЭ в качестве побочного продукта аккумулирования энергии, можно на АЭС для полного использования установленной мощности.

В любом случае углеводородная эра транспорта подходит к концу и нужна замена. Транспорт ближнего действия, городской - будет скорее всего электрический и на аккумуляторах. Для дальних перевозок водород.

Проблемы есть конечно. Например хранение больших объёмов водорода в связанном безопасном виде.

Но то, что проблемы постепенно решаются несомненно радует. Необходимость в платиновых катализаторах лишало водородную энергетику массовости.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(11:01:31 / 10-06-2013)

Платиновые катализаторы для выхлопных газов давно стоят в КАЖДОЙ новой европейской, японской или американской машине, 35% мирового потребления платины, 45% палладия, 90% родия идет в автомобильные катализаторы. Водород изначально тухлая тема, поэтому и нет массовости и никогда не будет, а не потому что "платина дорогая". Для катализаторов достаточно покрытия в пару атомов, это граммы.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(11:03:38 / 10-06-2013)

Нет выхлопов, нет проблемы ;)
Опять таки экономия платины.

Аватар пользователя Already Yet
Already Yet(5 лет 7 месяцев)(11:13:41 / 10-06-2013)

Хранение больших объёмов водорода - это его реформинг в природный газ - или же сразу в жидкие углеводороды.

А пока занимаются странным - из природного газа получают водород, а водород потом жгут в ТЭ. при том, что микротурбин сейчас на ПГ продаётся в разы больше ТЭ. Просто в силу их меньшей стоимости и лучшей технологичности.

А для России миктортурбина всё равно лучше ТЭ - потому что ещё и греться надо.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(11:32:21 / 10-06-2013)

Кстати твердо оксидными топливными элементами SOFC тоже можно греться - у них рабочая температура 700С.

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(14:08:18 / 10-06-2013)

Будете отбирать с ячейки тепло - температура понизится. Температура понизится - реакция встанет. Так что вряд ли получится.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(13:20:57 / 10-06-2013)

Микротурбина для транспорта слабо годится, только разве что грузового.

По поводу наработки водорода, где-то мелькала информация, что на БН со свинцовым теплоносителем можно нарабатывать водород. Это одно из побочных преимуществ высокой температуры теплоносителя.

Теоретический КПД топливных элементов под 100%, практический - от 50-60.
КПД системы преобразователь-электромотор больше 90%.
Преимущества перед ДВС налицо. Так что нарабатывать водород, а не природный газ имеет смысл.

Аватар пользователя Читаювсё
Читаювсё(5 лет 11 месяцев)(12:18:43 / 10-06-2013)

лично моё мнение, на данный момент времени, лучше производить на АЭС вместо водорода - синтетический бензин.

его и хранить легче и применение проще и привычней.

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(14:18:08 / 11-06-2013)

Любое топливо помимо водорода обладает дополнительными техническими проблемами, начиная с обеспечения чистоты и выдержанности состава, завершая проблемой ограничения срока службы за счёт загрязнения каталитической поверхности. В целом же из-за проблем с хранением водорода используют преимущественно другие виды газообразного и жидкого топлива.

Водород - это идея, муссируемая зелёными: чтобы вода получалась - замкнутый цикл (в южных районах электростанции на солнце расщепляют воду и вода же получается при окислении водорода).

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(11:23:13 / 10-06-2013)

Газообразному водороду и стыки не нужны. Диффундирует прямо сквозь металлы. Уж очень молекулы маленькие.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(11:55:27 / 10-06-2013)

Сейчас ведутся работы по возможности хранения водорода в связанном виде в микропористых материалах. Прогресс есть. Время пока терпит, а там и всяческая нанодрянь подоспеет.

Аватар пользователя Руслан

И опять наноуглерод, точнее фуллерены. http://www.infuture.ru/article/401

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:50:30 / 10-06-2013)

К сожалению там предел хранения - 8% от собственного веса. Чтобы возить 40 кг водорода, бак придется делать весом 460 кг. И это ваше все.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(15:10:44 / 10-06-2013)

Опять таки вопрос КПД преобразования энергии топлива в механическую работу и энергоёмкости топлива.
В системе "топливный элемент"-электромотор реально достижимый КПД может быть вдвое выше по сравнению с обычными ДВС.
Теплота сгорания бензина - 44 МДж/кг, водорода - 120 МДж/кг. То есть почти в три раза больше.
Таким образом посчитанную массу топливного бака можно уменьшить в 6 раз - 460/6=76 кг. Вполне неплохо. )

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(15:57:46 / 10-06-2013)

Тю. Вам про Ивана, вы-про болвана.

Хотите повышать КПД, - так и повышайте его на жидких углеводородах, которым вместо бака сойдет и обычное ведро. А тяжелый, сложный и дорогой "бак" при любых прочих равных проигрывает ведру по определению. Кроме того вам говорят, но вы смело игнорируете тот факт что замучаетесь перестраивать (как по времени, так и по деньгам, и по трудозатратам)  на водород всю инфраструктуру которая 100 лет строилась и затачивалась под жидкие углеводороды.

Водородный транспорт, на водороде, - это мегафейк, который нужен для того, чтобы лохи, уверовав в нарисованную менеджарами картинку, начапли кидать безумные деньги и ресурсы в эту черную дыру. Водородный транспорт в масштабах планеты, а тем более в отсталых странах, у которых и бензин-то - писк цивилизации, - это менее реально, чем термояд под подушкой. 

Самое главное он и нафиг не нужен. Достаточно научиться окислять жидкие углеводороды до воды и углекислого газа, и проблемы экологии будут решены. А уже имеющаяся инфраструктура позволит дешево распространять такое топливо.

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(16:10:42 / 10-06-2013)

Метанольный топливный элемент вполне решает проблему.

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(19:54:15 / 10-06-2013)

Свершенно верно! Я об этом и буровлю.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(16:25:25 / 10-06-2013)

Есть теоретические пределы преобразования энергии в тепловом цикле Карно, выше головы не прыгнешь.
В системе водород-электродвигатель теоретический КПД стремится к 100%.

Да и какой смысл прокачивать системы уходящей эпохи? Оттянуть неизбежное

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(16:24:05 / 10-06-2013)

Топливные элементы тоже могут использовать жидкие углеводороды

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(19:23:38 / 10-06-2013)

Тю, вы че не читаете, что я вам пишу? Я пишу окислять. А как вы это будете делать, -дело десятое. Берите и засовывайте углеводороды в свои любимые топливные элементы. Вам никто не мешает, об этом все вам и говорят. Накуя забивать 92% бака балластными нанотрубками, если природа УЖЕ позаботилась упаковывать водород в жидкие углеводороды, которые хранят тот же самый водород, в том же самом углероде, но без балластных веществ. Не умножайте сущностей.

Насчет вашего выперда "системы уходящей эпохи" это вообще никуда не годится. Я вам четко написал, у вас что лишние деньги и время, чтобы престроить заново то что строило все человечество 100 лет. Значимость фактора переемственности инфраструктуры, что уже отменили?! 

Вам маркетологи втемяшили в башку водород, вот вы и повторяете за ними. Без осмысления необходимости и достаточности. 

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(19:43:55 / 10-06-2013)

Ну если вы уж решили считать, то считать надо так:

Бак легковухи вмещает примерно 40 кг бензина = 1 760 МДж, что эквивалентно ~15 кг водорода, для которого потребуется "бак" весом 169 кг. Для грузовика (240 кг бензина), это будет уже около тонны бесполезно таскаемого веса. Для дальнобоев (~500 кг горючки) - около двух тонн. Тепловозы, теплоходы, дорожная и строительная техника, и весь остальной тяжелый транспорт который гоняет сейчас на соляре, и дает львиную долю грузоперевозок, - я и представить себе не могу, что это будут за "баки". А что делать участникам дальних поселков, куда горючку завозят раз в месяц, а то и реже?  Повторяю-никакого смысла в переходе на водород нет.

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(14:10:27 / 11-06-2013)

Металлгидридные соединения позволяют перевозить и хранить больший объём водорода и, главное, безопаснее. Но цена: самый лучший материал для этого - палладий

Аватар пользователя roman.kuvaldin
roman.kuvaldin(5 лет 11 месяцев)(14:14:04 / 10-06-2013)

В связанном виде его проще всего в CH4 хранить, благо инфраструктура уже есть

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(14:39:02 / 10-06-2013)

Самый лучший хранитель водорода в связанном виде, - это жикие углеводороды. Вот их и надо учиться окислять до воды и углекислого газа. А не новую инфраструктуру планетарного масштаба выдумывать. 

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(14:07:26 / 11-06-2013)

Это давным давно прошлый век, во многих промышленных решениях используют спирт или дизель, даже мобильники выпускали со спиртовой заправкой в качестве топлива. Зарядка заканчивается - залил спиртику и на 25-30 часов хватает ...

Аватар пользователя Vneroznikov
Vneroznikov(5 лет 11 месяцев)(14:37:27 / 11-06-2013)

А ваш "дизель" - это что, не жидкое углеводородное топливо ? А спирт ? Углерод, водород и немножко кислорода :)

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(16:57:31 / 11-06-2013)

В контексте предыдущих постов это дополнение излишне

Аватар пользователя Homo 2.0
Homo 2.0(4 года 6 месяцев)(13:05:36 / 10-06-2013)

:-)

Один из лучших каментов по теме "водородная энергетика" который я видел! Очень доходчиво!!

:-))

Но на мегаэнтузиастов даже это не действует. 

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(13:13:20 / 10-06-2013)

"Это невозможно!", - сказала Причина.
"Это безрассудно!", - заметил Опыт.
"Это бесполезно!", - отрезала Гордость.
Будущее превосходит наши самые безудержные мечты.

Аватар пользователя ErrorFF
ErrorFF(5 лет 10 месяцев)(20:20:48 / 10-06-2013)

Только надо мечтать осторожнее, а то вы так до мечтаетесь до паровозов из титана и конных упряжек с углепластиковыми колесами.

Если бы вы поинтересовались историей водородной энергетики, то бы поняли что её корни находятся где-то в нефтяном кризисе 1973, когда Европа встала перед фактом, что черная жижа которую вчера арабы наливали аж бочку за три бакса, в айн момент стала дефицитом. А арабы вместо того чтобы целовать руки белой гаспадине, стали требовать 15$ и политических уступок в придачу. У гейропейцев треснул от такой наглости шаблон (и экономика в придачу) . Они стали стоить АЭС и думать как бы липездричество заправить в бак. На тот момент аккумуляторов нормальных не было, поэтому в 1973-м лучшим выходом казался водород. Его можно было сжигать в двигателях внутреннего сгорания или получать электричество в топливных ячейках. Это было не так удобно и дешево как саудовская нефть по 3 бакса, но значительно лучше чем ходить пешком не имея нефти вовсе. Но с тех пор утекло много воды, литий-фосфатные аккумуляторы давно перегнали по возможностям всё о чём мечтали водородчики сорок лет назад. Однако несмотря на чудо-аккумуляторы, электромобили так и несмогли о себе заявить - цена пока представляет непреодолимый барьер, плюс  отсутствие инфраструктуры и достаточных генерирующих мощностей АЭС останавливает экспансию городских электромобилей. Жидкие углеводороды рулят и педалят с момента начала промышленного производства керосина в 1851 несмотря на то, что их с тех пор регулярно хоронят.

Поэтому мой вам совет - оставьте так и не родившуюся водородную энергетику в старых пыльных журналах. Углеводороды пока наше всё.

Аватар пользователя Herz
Herz(5 лет 2 недели)(15:30:42 / 10-06-2013)

Меня всего лишь интересуют ВСЕ возможные альтернативы энергетики в посткризисном мире при сохранении популяции человеков в нынешнем количестве. Судя по прогрессу и перспективным исследованиям водородную энергетику, как нишевый продукт, вычёркивать не стоит. И как карта ляжет ещё неизвестно...

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(14:25:20 / 11-06-2013)

В конце 1960-х первые ростки и целенаправленные публикации, в 1974 г. - первая конферения, в 1975 - организация Международной ассоциации по водородной энергетике. В целом нефтаной кризис, конечно, сыграл на руку.

Аватар пользователя Omni
Omni(5 лет 2 месяца)(10:45:21 / 10-06-2013)

Ещё немножко и они про НАДФ додумуются. (стёб).

Аватар пользователя Validate
Validate(4 года 11 месяцев)(16:34:29 / 10-06-2013)

Как вариант не для авто а как демпфер между ветро, гелио электростанциями и сетью. Электролиз, накопление Н, ТЭ.

Аватар пользователя Synapse
Synapse(5 лет 2 месяца)(17:10:09 / 10-06-2013)

Не, водород ацтой. Только гафний.

Мирное применение этого ядерного изотопа интересно тем, что он может быть использован как мощный источник гамма-лучей, допускающий регулировку дозы излучения (дефектоскопия), источник энергии для транспорта, очень ёмкий аккумулятор энергии (1 килограмм примерно эквивалентен 4,35 тонны бензина).

Аватар пользователя Добрая Машина Пропаганды

"Частицы графена" - это конечно перл в стиле "стрелки осциллографа" :-)))

Аватар пользователя Dmitry_Zh
Dmitry_Zh(5 лет 1 месяц)(14:03:56 / 11-06-2013)

Раз в 2-3 года появляются сообщения о замене платины (платиноидов) в нужном деле получения водорода, его хранения, транспортировки и , наконец, окисления с получением электронов - тока. При этом катализаторов, которые позволяют окислить водород хватает (даже на основе никеля), но почему то немцы при изготовлении своих знаменитых дизель-анаэробных лодок ориентируются на платиноиды . . .

Будем ждать будущее ...

Лидеры обсуждений

за 4 часаза суткиза неделю

Лидеры просмотров

за неделюза месяцза год

СМИ

Загрузка...