Новости

Учёные придумали, как адаптировать электромобили под российские реалии

Команда учёных из Новосибирского государственного университета и Института катализа СО РАН представила катализатор для реакции, работающей на увеличение пробега электромобилей.
Последние, напомним, приобретают всё большую актуальность, поскольку улучшают экологическую обстановку на дорогах городов, обладают бесшумным ходом и неплохими динамическими характеристиками. Это отражается как на увеличении продаж электромобилей, так и на 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 — "увеличители пробега", которые работают на каком-либо из видов традиционного или возобновляемого топлива (бензин, дизель, биоэтанол и так далее) с максимальным КПД. Они 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). Их преимущества — высокий КПД, бесшумность работы и малый вес.
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 неэффективно для применения на автотранспорте из-за большого веса и соображений безопасности. Альтернативным решением является получение водорода непосредственно на борту автомобиля из какого-либо другого вида топлива, например, бензина. В этом случае удаётся 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. Но пока что 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 (помимо самого водорода) содержит около 1% СО, 10% Н2О и 20% СО2.
В качестве решения исследователи предложили селективно гидрировать весь СО в смеси до метана (СН4), при этом "не трогая" избыток СО2 (напомним, что гидрирование — это химическая реакция, включающая присоединение водорода к органическому веществу). Более того, российские учёные придумали катализатор для этой реакции. 

"В двух словах, мы синтезировали очень активный в обеих реакциях Ni/CeO2 (никель/оксид церия — прим.ред.) 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 Потёмкин.

Результаты исследования были опубликованы в престижных научных журналах Applied Catalysis B: Environmental и Energy Technology.
Более подробно с содержанием этой работы, а также другими недавними научными результатами можно на ресурсе Science Trends.
Добавим, что ранее правительно России пообещало владельцам электрокаров приоритет на российских дорогах: доступ на “выделенки”, бесплатные парковки, нулевой налог и льготы на платных дорогах.
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?