Анастасия Иванова Группа исследователей из Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее представила обновленную архитектуру водородных топливных элементов, которая позволяет существенно повысить их энергоэффективность. Разработка направлена на устранение критического технического барьера – накопления избыточной влаги внутри системы, что ранее приводило к падению производительности и требовало установки сложного вспомогательного оборудования.
В традиционных топливных элементах побочный продукт химической реакции, вода, часто блокирует доступ кислорода к активным зонам, что ограничивает выходную мощность. Для решения этой проблемы исследователи под руководством Квентина Мейера и Чжуань Чжао интегрировали во внутреннюю структуру элемента микроскопические каналы шириной 100 микрометров. Эти «латеральные байпасы» обеспечивают беспрепятственный отвод газов и жидкости, предотвращая их скопление без необходимости усложнять конструкцию.
Согласно результатам исследования, опубликованным в журнале Applied Catalysis B: Environment and Energy, новая конфигурация позволяет генерировать на 75% больше энергии по сравнению со стандартными аналогами. При этом технология дает возможность сократить использование дорогостоящих металлов, включая платину, что снижает общую себестоимость системы и ее вес. Упрощение архитектуры также избавляет от необходимости применения энергоемких систем охлаждения и водоотведения.
Представители научного коллектива отмечают, что усовершенствованная конструкция делает водородные установки более перспективными для сегментов, где возможностей аккумуляторных батарей недостаточно. В первую очередь речь идет о большегрузном транспорте и авиации. Использование легких и мощных топливных элементов позволит увеличить длительность полетов малой авиации и беспилотных аппаратов, а в долгосрочной перспективе может быть масштабировано для нужд коммерческих авиаперевозок.
На данный момент разработчики уже запатентовали технологию и ведут работу по ее коммерциализации. По оценкам ученых, переход к более простым и эффективным топливным элементам станет важным этапом в массовом внедрении зеленого водорода как экологически чистого топлива для глобального транспортного сектора.
