В 1920 году 22 декабря члены VIII Всероссийского съезда Советов приняли Государственный план электрификации России (план ГОЭЛРО). Он задал вектор развития энергетической промышленности страны. Сегодня большая часть населения Земли имеет доступ к благам электроэнергии. Безусловно, это большая заслуга работников энергетической отрасли, а также ученых, которые ищут новые решения и способы обеспечения страны различного вида энергией.

Сегодня зеленая, или же альтернативная возобновляемая энергетика является одной из самых актуальных. Это перспективные способы получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за более низкого риска нанесения вреда окружающей среде. Данный вид энергетики может повлиять на переход России к углеродной нейтральности, которую, по словам Президента РФ Владимира Путина, планируется достигнуть к 2060 году.

По мнению ученых ЮФУ, переход на альтернативную энергетику, в частности замена двигателя внутреннего сгорания на водородный топливный элемент в автомобилях позволит существенно снизить загрязнения окружающей среды, за счет отсутствия выхлопных газов.

Исследовательская деятельность коллектива лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ как раз связана с созданием наноструктурных платиносодержащих катализаторов нового поколения, которые являются сердцем каждого водородо-воздушного топливного элемента и преобразуют химическую энергию топлива в электрическую. Важно, чтобы такие материалы сочетали высокие функциональные характеристики и минимальное содержание дорогостоящей платины.

За 2022 год ученые провели несколько исследований:

Создали катализаторы для «двигателей будущего»

Производство новых катализаторов на основе предложенной технологий может быть полностью импортонезависимым. При этом стоимость отечественных материалов будет существенно ниже, чем у зарубежных аналогов, а функциональные характеристики значительно выше по ряду параметров.

Низкотемпературные топливные элементы (НТЭ) с новыми катализаторами будут востребованы при производстве автомобилей, поездов, кораблей, беспилотных летательных аппаратов, портативных зарядных устройств и других современных экологичных транспортных и энергетических систем.

Открыли новые пути получения катализаторов для топливных элементов

Выяснилось, что состав биметаллических наночастиц существенно влияет на функциональные характеристики электрокатализаторов, которые в будущем могут безопасно применяться в промышленности.

Ученым удалось получить материалы с малым размером наночастиц и высокой активностью в реакции восстановления кислорода. Сочетание простого метода синтеза и селективного растворения излишек меди позволяет получать недорогие и гораздо более активные, по сравнению с коммерческими аналогами, катализаторы. Благодаря проведенному исследованию эксперты Химического факультета ЮФУ открывают пути для получения высокоэффективных катализаторов, которые будут безопасно применяться в ТЭ и демонстрировать превосходные характеристики.

Предложили новый способ повышения активности катализаторов для водородо-воздушных топливных элементов

Проведенное исследование посвящено созданию наноструктурных биметаллических катализаторов, существенно превосходящих платиноуглеродные аналоги по активности в реакции электровосстановления кислорода (РВК). В работе установлено, что значение диапазона потенциалов, в котором производится вольтамперометрическая активация электродов, оказывает существенное влияние на активность катализаторов в РВК.

Получили новые высокоактивные электрокатализаторы для НТЭ

Совместное исследование, проведённое учеными Южного федерального университета и Института катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения РАН позволило совместить оригинальный подход получения биметаллических наночастиц и использование модифицированного углеродного носителя для создания наноструктурных материалов с улучшенными характеристиками.

Машинное обучение ускоряет процесс создания новых материалов

Химики и физики Южного федерального университета проводят междисциплинарное исследование, которое поможет определить архитектуры наночастиц по данным спектроскопии рентгеновского поглощения. Этот подход позволяет ускорить процесс обработки данных и поиска наилучших катализаторов для низкотемпературных топливных элементов.

Южный федеральный университет поздравляет всех причастных с Днем энергетика! Желаем новых научных достижений и мощного, как ток, здоровья!