Химики из Новосибирского государственного университета и Института неорганической химии СО РАН разработали твёрдый раствор кобальта и иридия — новое соединение, которое может служить катализатором в различных топливных элементах. Полученное соединение более устойчиво, чем современные используемые катализаторы. Доклад о разработке нового катализатора был представлен Евгением Филатовым на 15-й Европейской конференции по порошковой дифракции EPDIC15, популярно о нем рассказывает пресс-служба университета.

Топливные элементы, в которых используется твердполимерный электролит, считаются весьма перспективными: они характеризуются высоким КПД (от 50%) и возможностью неограниченного по времени использования при непрерывной подаче топлива и окислителя. Но для протекания электрохимических реакций на электродах необходим катализатор. Сейчас самое широкое распространение в качестве катализатора получила платина. Но в процессе использования она либо укрупняется, либо растворяется и уходит из реакционной среды, при этом стоимость электродов, содержащих платину, составляет больше 70% стоимости самого топливного элемента.

Новосибирские ученые нашли способ решить эту проблему с помощью использования катализатора, содержащего наноразмерные твёрдые растворы металлов кобальта и иридия. Это решение позволило снизить цену как за счет менее дорогих материалов, так и за счет упрощения процесса изготовления катализатора.

«Иридий в среднем в два раза дешевле платины. За счёт добавления в раствор неблагородного металла кобальта стоимость катализатора ещё больше снижается. Помимо этого, проявляется синергический эффект — эффективность катализатора возрастает в результате слияния отдельных частей в единую систему. Кобальт-иридиевый сплав работает так же, как платина, и мы имеем ту же эффективность, но при низкой стоимости и более продолжительном сроке службы», - приводятся в тексте пояснения сотрудника лаборатории синтеза и физико-химических исследований новых композитных катализаторов НГУ Евгения Филатова.

По словам ученого, обычно, чтобы получить массивный твёрдый раствор металлов, металлическую стружку гомогенизируют до однородной массы с помощью высоких температур, затем снова измельчают, и эта операция повторяется необходимое число раз до завершения взаимной диффузии атомов металлов. Этот метод занимает много времени, и в ИНХ СО РАН используют термолиз двойной комплексной соли металлов, что позволяет ускорить процесс с месяцев до нескольких часов и при этом получить наноразмерные сплавные частицы.