Forskare vid Washington State University har utvecklat en ny avancerad metod för tillverkning av lågkostnadskatalysatorer för bränsleceller. Metoden kan göra alternativ energiteknik mer ekonomiskt räntabel.
Forskarnas arbete publiceras i Advanced Energy Materials journal.
Vätebränsleceller är utslagsgivande för ren energiekonomi, eftersom de är mer än två gånger så effektiva när det gäller att generera elektricitet än förorenande förbränningsmotorer. Bränslecellernas enda avfallsprodukt är vatten.
Det höga priset på platina-baserade katalysatorer som används för kemisk reaktion i bränsleceller hindrar dock på ett avgörande sätt deras kommersialisering.
I stället för den sällsynta platinan skulle forskare vilja använda vanliga metaller, som järn eller kobolt. Men reaktioner som framkallas med hjälp av dessa rikligt tillgängliga metaller har tendensen att vilja avta efter en kort tid.
- Ekonomiska katalysatorer med hög aktivitet och stabilitet är utslagsgivande för bränslecellernas kommersialiseringsgrad, sade Qiurong Shi, postdoktoral forskare i skolan för mekanisk och materialteknik (MME) och forskningsrapportens första författare.
Nyligen utvecklade forskarna enatomkatalysatorer som också fungerar i laboratorieform där man använder sig av ädelmetaller. Forskarna har kunnat förbättra stabiliteten och aktiviteten hos de ”oädla metallerna” genom att arbeta med dem vid nanoskalan som enatomkatalysatorer.
Det här nya arbetet, som utfördes av WSU:s forskargrupp, leddes av Yuehe Lin, en MME-professor, som undersökte järn- eller koboltsalter och den lilla molekylen glukosamin som pre- kursorer i en enkel process med hög temperatur i syfte att generera fram enatatomkatalysatorer. Processen kan avsevärt sänka kostnaden för katalysatorerna och leda till ökad produktion som resultat.
De järnkolkatalysatorer som forskarna utvecklade var stabilare än kommersiella platinkatalysatorer. De fortsatte att förfoga över bra aktivitet och blev inte förorenade, vilket ofta är ett problem med vanliga metaller.
- Denna process har många fördelar," sade Chengzhou Zhu, författaren av studien om hög-temperaturprocessen.
- Processen gör storskalig produktion möjlig, och genomförbart för oss att öka deras antal och aktiviteten hos katalysatorernas aktiva platser.
Lin´s grupp samarbetade om projektet med Scott Beckman, en universitetsprofessor vid WSU, samt med forskare vid Advanced Photon Source på Argonne National Laboratory och Brookhaven National Laboratory för materialkarakterisering.
- Den avancerade användaranläggningen för materialkarakterisering vid de nationella laboratorierna avslöjade de enskilda atomernas placering och deras aktivitet i katalysatorerna, vilket ledde till deras bättre utformning, sade Lin.
Källa: Materialet har tillhandahållits av Washington State University.
