การใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาล่วงหน้าอาจนำไปสู่การประหยัดเซลล์เชื้อเพลิง

นักวิจัยจาก Washington State University ได้พัฒนาวิธีใหม่ในการทำต้นทุนต่ำ, ตัวเร่งปฏิกิริยาอะตอมเดี่ยวสำหรับเซลล์เชื้อเพลิง — ความก้าวหน้าที่สามารถทำให้เทคโนโลยีพลังงานสะอาดที่สำคัญประหยัดมากขึ้น.

ผลงานของพวกเขาได้รับการตีพิมพ์ใน วัสดุพลังงานขั้นสูง วารสาร.

เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการประหยัดพลังงานสะอาด เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้ามากกว่าเครื่องยนต์สันดาปที่สร้างมลพิษมากกว่าสองเท่า. ของเสียเพียงอย่างเดียวของพวกเขาคือน้ำ.

อย่างไรก็ตาม, ราคาที่สูงของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้แพลตตินัมซึ่งใช้สำหรับปฏิกิริยาเคมีในเซลล์เชื้อเพลิงเป็นอุปสรรคต่อการค้าอย่างมาก. แทนที่จะเป็นแพลตตินั่มที่หายาก, นักวิจัยต้องการใช้โลหะไม่มีค่า, เช่นเหล็กหรือโคบอลต์. แต่ปฏิกิริยากับโลหะที่มีอยู่อย่างล้นเหลือเหล่านี้มักจะหยุดทำงานหลังจากช่วงเวลาสั้นๆ.

“ตัวเร่งปฏิกิริยาต้นทุนต่ำที่มีกิจกรรมและความเสถียรสูงมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการจำหน่ายเซลล์เชื้อเพลิง” ชิวหรงชิกล่าว, นักวิจัยหลังปริญญาเอกในคณะวิศวกรรมเครื่องกลและวัสดุ (เอ็มเอ็มอี) และเป็นผู้เขียนร่วมคนแรกในหนังสือพิมพ์.

ล่าสุด, นักวิจัยได้พัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอะตอมเดี่ยวที่ทำงานได้ดีในห้องปฏิบัติการเช่นเดียวกับการใช้โลหะมีค่า. นักวิจัยสามารถปรับปรุงเสถียรภาพและกิจกรรมของโลหะไม่มีค่าได้ด้วยการทำงานร่วมกับโลหะเหล่านี้ในระดับนาโนในฐานะตัวเร่งปฏิกิริยาอะตอมเดี่ยว.

ในงานใหม่นี้, ทีมวิจัย WSU, นำโดยเยว่เหอ หลิน, ศาสตราจารย์ MME, ใช้ธาตุเหล็กหรือเกลือโคบอลต์และกลูโคซามีนโมเลกุลขนาดเล็กเป็นสารตั้งต้นในกระบวนการที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างตัวเร่งปฏิกิริยาอะตอมเดี่ยว. กระบวนการนี้สามารถลดต้นทุนของตัวเร่งปฏิกิริยาได้อย่างมาก และสามารถขยายขนาดสำหรับการผลิตได้อย่างง่ายดาย.

ตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก-คาร์บอนที่พวกเขาพัฒนาขึ้นมีความเสถียรมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมเชิงพาณิชย์. พวกเขายังรักษากิจกรรมที่ดีและไม่ปนเปื้อน, ซึ่งมักเป็นปัญหากับโลหะทั่วไป.

“กระบวนการนี้มีข้อดีหลายประการ,” เฉิงโจวจู้กล่าว, ผู้เขียนคนแรกในหนังสือพิมพ์ที่พัฒนากระบวนการที่อุณหภูมิสูง. “มันทำให้การผลิตขนาดใหญ่เป็นไปได้, และช่วยให้เราเพิ่มจำนวนและเพิ่มปฏิกิริยาของไซต์ที่ทำงานบนตัวเร่งปฏิกิริยาได้”

แหล่งที่มา: news.wsu.edu, โดย ทีน่า ฮิลดิง