Новости

Российские ученые придумали, как увеличить пробег электромобилей

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 ёмкости 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 словах, 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.

Читайте также
История шестиногого монстра, созданного для армии США
История шестиногого монстра, созданного для армии США
Вооруженные силы США потратили миллионы долларов на разработку гигантских шестиногих шагающих грузовиков в 1980-х годах
Устройства для ЗОЖ. Где правда, а где ложь?
Устройства для ЗОЖ. Где правда, а где ложь?
Насколько врут умные часы и другие гаджеты для подсчета пульса, калорий, давления, шагов, жира и прочего?
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Античный драматург Софокл — прадедушка фотографии и кино?
Почему в Античности не додумались создать фотоаппарат?