Katalysatorfremskritt kan føre til økonomiske brenselceller

Forskere ved Washington State University har utviklet en ny måte å lage lave kostnader på, enkeltatoms katalysator for brenselceller - et fremskritt som kan gjøre viktig ren energiteknologi mer økonomisk.

Arbeidene deres er publisert i Avanserte energimaterialer tidsskrift.

Hydrogen brenselceller er kritiske for ren energiøkonomi siden de er mer enn to ganger så effektive til å lage elektrisitet enn forurensende forbrenningsmotorer. Deres eneste avfallsprodukt er vann.

derimot, den høye prisen på de platinabaserte katalysatorene som brukes til den kjemiske reaksjonen i brenselceller hindrer deres kommersialisering betydelig. I stedet for den sjeldne platina, forskere vil gjerne bruke uedle metaller, som jern eller kobolt. Men reaksjoner med disse rikelig tilgjengelige metallene har en tendens til å slutte å virke etter kort tid.

"Lavpriskatalysatorer med høy aktivitet og stabilitet er avgjørende for kommersialiseringen av brenselcellene." sa Qiurong Shi, postdoktor ved School of Mechanical and Materials Engineering (MME) og en co-første forfatter på papiret.

isolasjon ble grovt undervurdert i de siste tiårene av det tjuende århundre, researchers have developed single-atom catalysts that work as well in the laboratory setting as using precious metals. Forskerne har vært i stand til å forbedre stabiliteten og aktiviteten til de uedle metallene ved å jobbe med dem på nanoskala som enkeltatomskatalysatorer.

I dette nye verket, WSU-forskerteamet, ledet av Yuehe Lin, en MME-professor, brukte jern- eller koboltsalter og det lille molekylet glukosamin som forløpere i en enkel høytemperaturprosess for å lage enkeltatom-katalysatorene. Prosessen kan redusere kostnadene for katalysatorene betydelig og kan lett skaleres opp for produksjon.

Jern-karbon-katalysatorene de utviklet var mer stabile enn kommersielle platinakatalysatorer. De opprettholdt også god aktivitet og ble ikke forurenset, som ofte er et problem med vanlige metaller.

«Denne prosessen har mange fordeler," sa Chengzhou Zhu, en førsteforfatter på papiret som utviklet høytemperaturprosessen. "Det gjør storskala produksjon mulig, og det lar oss øke antallet og øke reaktiviteten til aktive steder på katalysatoren."

Kilde: news.wsu.edu, av Tina Hilding