Автомобили с водородными топливными элементами можно заправлять так же быстро, как и обычным бензином, но они потенциально более экологичны и эффективны. Поэтому они считаются возможным вариантом экологически чистого привода для дальних поездок на грузовиках, где нет времени на длительную зарядку очень больших аккумуляторов.

В топливных элементах энергия водорода преобразуется в электричество, оставляя только водяной пар. Однако во многих моделях химическая реакция занимает довольно много времени. Катализаторы из платинового сплава могут решить эту проблему, но у них есть еще один недостаток: со временем они изнашиваются, особенно при высоких напряжениях, необходимых для грузовиков. Катализатор представляет собой специальное устройство, усиливающее реакцию кислорода и водорода.

Профессор материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Юй Хуан и его команда разработали новый катализатор для топливных элементов, который защищает платиновый сплав, сохраняя производительность.

Для этого исследователи поместили наночастицы платины в графеновые «карманы». Они состоят из одного слоя атомов углерода, расположенных в виде двумерных сот. Графен — самый тонкий из известных материалов, но при этом он стабилен, легок и обладает высокой проводимостью.

Затем частицы платины с графеновой оболочкой были внедрены в Ketjenblack - это порошкообразный углеродный материал. Новая конструкция обеспечивает долговременную стабильность и высокую каталитическую активность топливного элемента.

«Эта технология гарантирует, что катализатор останется активным и надежным даже в сложных условиях дальних поездок», — поясняет Хуан в пресс-релизе.

Новый катализатор показал потерю энергии менее 1,1% после стресс-теста, имитирующего годы реального вождения. Потеря в 10% уже считается отличной в этой области, поэтому новая конструкция считается прорывом.

Но даже несмотря на то, что результаты исследований кажутся многообещающими, эта технология еще далека от широкого применения. Грузовиков на водородном топливе всего несколько, а необходимая инфраструктура для расширения практически отсутствует. 

Кроме того, автомобили, работающие на водороде, по-настоящему экологичны только в том случае, если заправлены так называемым «зеленым водородом». Он производится с использованием возобновляемой энергии и пока недоступен в больших количествах.