Plaatina liiga kallis? Uus katalüsaator vähendab kütuseelementide hinda

Londoni Imperial College on välja töötanud vesinikkütuseelemendi, mis kasutab haruldase ja kalli plaatina asemel rauast valmistatud katalüsaatorit, mis vähendab vesinikkütuseelementide hinda. Tehnoloogia võimaldab vesinikkütuste laialdast kasutuselevõttu ja viib kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamise kaudu maailma heitkoguste vähendamise teele.

Vesinikkütuseelemendid muudavad vesiniku elektriks, ainsaks kõrvalsaaduseks on veeaur, mis teeb neist atraktiivse rohelise alternatiivi, eriti autotööstuse jaoks. Nende laialdast kasutamist on aga osaliselt takistanud ühe põhikomponendi hind. Elektrienergiat tekitavate reaktsioonide hõlbustamiseks kasutavad kütuseelemendid plaatinast valmistatud katalüsaatoreid, mis on kallid ja vähesed.

Juhtivteadur professor Anthony Kousenak Imperiali keemiaosakonnast ütles: "Praegu pärineb umbes 60 protsenti ühe kütuseelemendi maksumusest plaatina katalüsaatorid. Selleks et kütuseelemendid oleksid tõeliselt elujõuline alternatiiv fossiilkütustele, peame kaasama kulud alla."

Nüüd on Londoni Imperial College'i teadlaste juhitud Euroopa töörühm loonud katalüsaatori, mis kasutab ainult rauda, ​​süsinikku ja lämmastikku, mis on odav ja kergesti kättesaadav materjal, ning on näidanud, et seda saab kasutada kütuse suure võimsusega akuga töötamiseks. Nende leiud avaldati ajakirjas Nature Catalysis 25.

Selles uues katalüsaatoris on kogu raud hajutatud juhtivas süsiniku maatriksis üksikute aatomite kujul. Kõik selles olevad aatomid on koondunud kokku, muutes selle reaktiivsemaks. Need omadused tähendavad, et raud hõlbustab kütuseelementides vajalikke reaktsioone ja on hea plaatina asendaja. Laboratoorsetes katsetes näitas meeskond, et tõelises kütuseelemendisüsteemis läheneb üheaatomilise raudkatalüsaatori jõudlus plaatinapõhiste katalüsaatorite omale.

Lisaks võiks töörühma välja töötatud meetod olla rakendatav ka muudes rakendustes peale kütuseelementide, näiteks keemilised reaktsioonid, mis kasutavad reagentidena pigem õhuhapnikku, mitte kalleid keemilisi oksüdeerijaid, ja reoveepuhastus, mis kasutab kahjulike saasteainete eemaldamiseks õhku.

Juhtautor dr Assad Mahmood Imperiali keemiaosakonnast ütles: "Oleme välja töötanud uue meetodi ühe aatomiga katalüsaatorite loomiseks, mis loovad aluse uuele keemia- ja elektrokeemiavalikule. Protsess pakub võimalusi. . Täpsemalt kasutasime sünteetilist meetodit, mida nimetatakse "transmetalatsiooniks", mis väldib rauaklastrite teket sünteesi ajal. See protsess võib olla kasulik teistele teadlastele, kes soovivad sarnaseid katalüsaatoreid kasulikuks muuta."