ИСТИНА

В последнее время разработка топливных элементов или их составляющих вызывает большой интерес в связи с необходимостью создания новых экологически безопасных источников энергии. Широкое применение они получили в стационарных электростанциях, в качестве автономных источников тепло- и электроснабжения зданий, в двигателях транспортных средств, в качестве источников питания ноутбуков и мобильных телефонов. Топливный элемент(ТЭ) – электрохимический источник тока, в котором электроэнергия образуется за счет химической реакции между восстановителем и окислителем, непрерывно поступающими к электродам извне со скоростью, пропорциональной токовой нагрузке[1]. Основными составляющими ТЭ являются электроды и мембрана. Поскольку электроды работают в химически агрессивной среде, то к катализатору предъявляются требования не только высокой каталитической активности, но и высокой химической стойкости[2]. В процессах электроокисления топлив в ТЭ наиболее эффективны катализаторы на основе высокодисперсной платины. Чаще всего платину наносят на поверхность углеродных носителей. Например, в водородно-кислородном ТЭ применение таких катализаторов имеет ряд недостатков. Во-первых, платина может отравляться примесями СО, которые могут присутствовать в водороде, полученном из синтез-газа. Во-вторых, недостаточная стабильность углеродных носителей, что приводит к отрыву частиц платины. Все эти недостатки вызывают значительное ухудшение характеристик ТЭ. Одним из путей совершенствования катализаторов является нанесение их на оксидные носители, которые обладают высокой стабильностью в окислительных средах. Наибольший интерес представляют носители на основе TiO2 и SnO2, т.к они активируют электрокаталитические процессы на платине и повышают её устойчивость к отравлению CO. К сожалению, их проводимость недостаточно велика для использования таких соединений в качестве электродного материала. С этой проблемой справляются при помощью допирования оксидов переходных металлов некоторыми элементами(катионами редкоземельных, благородных и переходных металлов), например рутением[4], что приводит к увеличению окислительно-восстановительного потенциала; изменению распределения заряда на поверхности материала, образованию твердых растворов, которые содержат кислородные вакансии, повышающие электронную проводимость носителя[3, 4]. Такие материалы, как платиновые катализаторы на основе оксидных носителей, имеют широкое применение в водородо-кислородных ТЭ. Существует проблема хранения и получения водорода для применения в ТЭ. Во-первых, он должен быть достаточно чистый, чтобы не произошло быстрого отравления катализатора. Во-вторых, достаточно дешевый, чтобы его стоимость была выгодна для потребителя. Но существует альтернативное топливо– это метанол. Так как метанол может поступать в ТЭ напрямую, каталитический риформинг(разложение метанола) не нужен. Хранить метанол гораздо проще, чем водород, поскольку нет необходимости поддерживать высокое давление, так как метанол при нормальных условиях является жидкостью. Энергетическая емкость у метанола выше, чем в таком же объеме сильно сжатого водорода.