Платина в топливных элементах: современное состояние и перспективы

Платина — ключевой катализатор протонообменных мембранных топливных элементов (PEMFC), обеспечивающих прямое преобразование водорода в электричество. Снижение расхода Pt при сохранении производительности — главный вектор развития технологии.

Роль платины

Наночастицы Pt (диаметр 2–5 нм) на углеродном носителе (Pt/C) катализируют реакцию восстановления O₂ на катоде и окисления H₂ на аноде PEMFC. Удельный расход Pt в современных стеках: 0,15–0,4 г/кВт·ч (катод) и 0,05–0,1 г/кВт·ч (анод). Суммарная загрузка Pt в топливном элементе электромобиля Toyota Mirai составляет ≈ 30 г.

Снижение расхода Pt

Основные подходы: сплавные катализаторы Pt-Ni, Pt-Co (активность в 3–5 раз выше чистой Pt), ультратонкие оболочечные катализаторы (Pt monolayer), атомно-диспергированные катализаторы (SAC). Целевой показатель DOE — ≤ 0,1 г Pt/кВт·ч к 2030 году.

Рынок и цены

Рост производства водородных электромобилей и стационарных PEMFC-установок формирует долгосрочный спрос на платиновый порошок. ГК «Тантал» поставляет Pt-порошок (чистота ≥ 99,9%, дисперсность 0,5–50 мкм) с ICP-сертификатом для разработчиков топливных элементов и катализаторов.