Разработан новый катализатор окисления водорода, способный сделать топливные элементы более дешевыми.

Окисление водорода в топливных элементах
Гидрогеназа Расщепление водорода происходит на железосодержащих активных участках, скрытых среди белковых структур.

Чтобы получить электричество в топливных элементах, работающих на водороде, его необходимо расщепить на электроны и протоны. Электроны отправляются «на работу», а протоны подхватываются акцептором, роль которого в реальных топливных элементах играет кислород. Однако для разрыва связи между протоном и электронами требуется катализатор. Пока что наиболее подходящим по своим химическим свойствам веществом признана только платина — все прочие демонстрируют несравнимо низкую эффективность, поэтому нельзя просто взять и заменить платину на, допустим, железо или никель.

Однако живые организмы для окисления молекулярного водорода прекрасно обходятся без драгоценных металлов: роль катализатора играет фермент гидрогеназа, которая использует входящее в её состав железо для расщепления водорода. Взяв гидрогеназу за основу и модифицировав эту молекулу, чтобы добиться большей эффективности, исследователи из PNNL (США) получили дешевый и эффективный катализатор. Каждая молекула этого вещества разлагает по две молекулы водорода в секунду — это в тысячи раз быстрее, чем ближайший конкурент-катализатор на основе железа. А измеренное перенапряжение (величина, характеризующая эффективность катализатора) для данного соединения составило 160−220 мВ, что сравнимо с показателями используемых в настоящее время дорогостоящих катализаторов.

По пресс-релизу PNNL