Електрика в оковах кисню
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Паливні елементи, на які покладають такі великі надії енергетики, задають часом вченим непрості питання. Наприклад, з термодинамічних міркувань воднево-кисневий елемент з платиновим каталізатором повинен давати напругу 1,23 вольта, але до сих пір ще не було отримано більше, ніж 1,06 вольта. Пояснити цей факт намагалися по-різному, було запропоновано багато гіпотез, але жодна з них не витримала суворої наукової перевірки.
І ось тепер нарешті в дослідницьких лабораторіях поставлені переконливі експерименти, які проливають світло на істоту електрохімічних процесів, що відбуваються в паливних елементах.
Як відомо, для процесу, що йде за участю кисню, прискорювачем – каталізатором служить платина, поверхня якої його вбирає. Але якщо припустити, що далі кисень цей мігрує всередину платини, розчиняючись в ній, то розрахунки показують: на частку поверхневого поглинання залишиться лише третина його. В результаті на поверхні каталізатора – платини – з’являться «осередки корозії», а вони знизять напругу, не даючи їй піднятися до теоретично можливих 1,23 вольта.
Це була гіпотеза, і її перевірили прямим експериментом. Тонку пластинку з чистої платини помістили в атмосферу кисню. Рентгенівський аналіз показав, що атоми його дійсно проникли в товщу платини. Але коли кристалічна решітка платини «наситилася», ніщо більше не перешкоджало абсорбції кисню на поверхні пластинки, осередки корозії зникли, і напруга піднялася до величини 1,227 вольта. Це не тільки рекорд – він вже дуже близький до абсолютного, розрахованого за законами термодинаміки.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.