Водород чист. Он возобновляем. Но он также дорог. Именно это является узким местом, мешающим топливным элементам выйти в мейнстрим. Никто не покупает транспортное средство, работающее на технологии, которая обходится дороже, чем двигатель, который она заменяет.
Речь идет о полимерной топливной элементной ячейке с протонообменной мембраной (PEMFC). Это конкретный тип, который исследователи считают потенциальным источником энергии для автомобилей с нулевым уровнем выбросов будущего. Проблема не в науке. Проблема в спецификации материалов.
Для создания PEMFC требуются протонообменные мембраны, слои диффузии газа, биполярные пластины и катализаторы. Самой дорогой частью являются катализаторы. А именно — катализаторы на основе драгоценных металлов. На эти компоненты приходится около 70 процентов общей стоимости.
Цифры не врут. Система PEMFC массового производства в среднем стоит 73 доллара за киловатт. Сравните это со стандартным бензиновым двигателем. Его стоимость составляет 35 долларов за киловатт. Менее чем вдвое дешевле. Топливный элемент просто не может конкурировать по цене.
Может ли наночастицы золота заменить платину?
Исследователи пытаются резко снизить стоимость материалов. Им нужен более дешевый катализатор на основе драгоценного металла. В настоящее время почти все PEMFC используют платину. Платина — один из самых дорогих материалов на планете.
Так что, если использовать вместо нее золото?
Звучит иронично. Золото обычно инертно. Оно не вступает в реакции. Но размер имеет значение. Когда вы уменьшаете золото до наноразмерных частиц, оно меняет свои свойства. Исследователи обнаружили, что нано-золото может быть таким же эффективным катализатором, как и платина.
Если производители смогут в значительной степени заменить платину золотом, стоимость снизится. Но есть нюанс. Цены на золото растут. Поэтому, хотя оно может быть дешевле платины, оно может оказаться недостаточно дешевым, чтобы конкурировать с бензиновым двигателем.
Разрыв между 73 и 35 долларами значителен. Золото помогает. Но помогает ли оно достаточно? Возможно, нет.
