Túl drága a platina? Az új katalizátor csökkenti az üzemanyagcellák költségeit

Az Imperial College London kifejlesztett egy hidrogén üzemanyagcellát, amely vasból készült katalizátort használ ritka és drága platina helyett, csökkentve a hidrogén üzemanyagcellák költségeit. A technológia lehetővé teszi a hidrogénüzemanyagok széles körű bevezetését, és végső soron az üvegházhatást okozó gázok kibocsátásának csökkentésével a nulla nettó kibocsátás útjára állítja a világot.

A hidrogén üzemanyagcellák a hidrogént villamos energiává alakítják, az egyetlen melléktermék a vízgőz, így vonzó zöld alternatíva, különösen az autóipar számára. Széles körű használatukat azonban részben az egyik fő összetevő költsége akadályozta. A villamos energiát termelő reakciók megkönnyítése érdekében az üzemanyagcellák platinából készült katalizátorokra támaszkodnak, amelyek drágák és szűkösek.

Anthony Kousenak, az Imperial Kémiai Tanszékének vezető kutatója elmondta: "Jelenleg egyetlen üzemanyagcella költségének mintegy 60% -a platina katalizátorokból származik. Ahhoz, hogy az üzemanyagcellák valóban életképes alternatívát jelentsenek a fosszilis tüzelőanyagokkal szemben, csökkentenünk kell a költségeket. "

Most az Imperial College London kutatói által vezetett európai csapat létrehozott egy katalizátort, amely csak vasat, szenet és nitrogént használ, egy olcsó és könnyen hozzáférhető anyagot, és megmutatta, hogy üzemanyagok nagy teljesítményű akkumulátorral történő futtatására használható. Eredményeiket a Nature Catalysis című folyóiratban tették közzé 25-én.

Ebben az új katalizátorban az összes vas egy vezetőképes szénmátrixban van szétszórva egyetlen atom formájában. A benne lévő összes atom össze van csoportosítva, így reaktívabbá válik. Ezek a tulajdonságok azt jelentik, hogy a vas megkönnyíti az üzemanyagcellákban szükséges reakciókat, és jó helyettesítője a platinának. Laboratóriumi vizsgálatok során a csapat kimutatta, hogy egy valódi üzemanyagcella-rendszerben az egyatomos vas katalizátor teljesítménye megközelíti a platina alapú katalizátorok teljesítményét.

Ezenkívül a csapat által kifejlesztett módszer az üzemanyagcellákon kívül más alkalmazásokra is alkalmazható, mint például a légköri oxigént használó kémiai reakciókra, nem pedig drága kémiai oxidálószerekre, mint reaktánsokra, és a szennyvízkezelésre, amely levegőt használ a káros szennyező anyagok eltávolítására.

Dr. Assad Mahmood, az Imperial Kémiai Tanszékének vezető szerzője elmondta: "Kifejlesztettünk egy új módszert egy sor "egyatomos" katalizátor létrehozására, amelyek a kémia és az elektrokémia új skálájának alapját képezik. A folyamat lehetőségeket kínál. Pontosabban, egy szintetikus módszert használtunk, az úgynevezett "transzmetálást", amely elkerüli a vas klaszterek kialakulását a szintézis során. Ez a folyamat hasznos lehet más tudósok számára, akik hasonló katalizátorokat szeretnének hasznossá tenni.