Биотопливные элементы используют в качестве катализатора вместо ценных металлов фермент гидрогеназу. Ферменты должны содержаться в водной среде, что затрудняет доступ водородного топлива к электроду. Немецкие ученые из Рурского университета решили эту проблему, использовав новую систему, объединяющую ферменты с технологией газодиффузионных электродов, рассказывает Engineer.

Газодиффузионные электроды способны эффективно переносить газообразные материалы на поверхность электродов. Они уже применяются в различных системах, но только в таких конфигурациях, где катализатор напрямую подведен проводом к поверхности электрода. Такая конструкция ограничивает движение тока, поскольку с электродом контактирует только один слой ферментов.

Немецкие инженеры разработали окислительно-восстановительный полимер, который содержит гидрогеназы и защищает их от кислорода.

А для того, чтобы гидрофобные электроды и гидрофильные ферменты не отталкивали друг друга, они нанесли на поверхность электрода клейкий дополнительный слой, обеспечивающий передачу электронов, и присоединили его к полимерной матрице.   

Получившийся топливный элемент по плотности мощности достиг 3,6 милливатт на кв. сантиметр, а по напряжению разомкнутой цепи — 1,13 вольт. Это немного меньше теоретического максимума в 1,23 вольт и сравнимо с производительностью топливных элементов на основе платины.

Недорогой водородный топливный элемент разработали ученые США. Вместо платины они использовали менее дорогой кобальт, а чтобы он не снижал эффективность установки, вынесли его в отдельный отсек.