Platina predraga? Nov katalizator zniža stroške gorivnih celic

Imperial College London je razvil vodikovo gorivno celico, ki uporablja katalizator iz železa namesto redke in drage platine, kar zmanjšuje stroške vodikovih gorivnih celic. Tehnologija omogoča široko uporabo vodikovih goriv in bo na koncu postavila svet na pot do neto nič emisij z zmanjšanjem emisij toplogrednih plinov.

Vodikove gorivne celice pretvorijo vodik v električno energijo, pri čemer je edini stranski produkt vodna para, zaradi česar so privlačna zelena alternativa, zlasti za avtomobilsko industrijo. Vendar pa je njihovo široko uporabo deloma ovirala cena ene od glavnih komponent. Za olajšanje reakcij, ki proizvajajo elektriko, se gorivne celice zanašajo na katalizatorje iz platine, ki so dragi in redki.

Vodilni raziskovalec profesor Anthony Kousenak z Imperialovega oddelka za kemijo je dejal: "Trenutno približno 60 odstotkov stroškov ene gorivne celice izvira iz platinastih katalizatorjev. Da bi bile gorivne celice resnično uspešna alternativa fosilnim gorivom, moramo prinesti stroški nižji."

Zdaj je evropska ekipa, ki jo vodijo raziskovalci na Imperial College London, ustvarila katalizator, ki uporablja samo železo, ogljik in dušik, poceni in lahko dostopen material, in je pokazala, da se lahko uporablja za pogon goriv z visoko zmogljivo baterijo. Njihove ugotovitve so bile objavljene v reviji Nature Catalysis 25.

V tem novem katalizatorju je vse železo razpršeno v prevodni ogljikovi matriki v obliki posameznih atomov. Vsi atomi v njej so združeni skupaj, zaradi česar je bolj reaktiven. Te lastnosti pomenijo, da železo olajša reakcije, potrebne v gorivnih celicah, in je dober nadomestek za platino. V laboratorijskih testih je ekipa pokazala, da se v resničnem sistemu gorivnih celic zmogljivost železovega katalizatorja z enim atomom približa zmogljivosti katalizatorjev na osnovi platine.

Poleg tega bi bila metoda, ki jo je razvila ekipa, uporabna tudi za druge aplikacije, ki niso gorivne celice, kot so kemične reakcije, ki uporabljajo atmosferski kisik in ne drage kemične oksidante kot reaktante, in čiščenje odpadne vode, ki uporablja zrak za odstranjevanje škodljivih onesnaževal.

Glavni avtor dr. Assad Mahmood iz Imperialovega oddelka za kemijo je dejal: "Razvili smo novo metodo za ustvarjanje vrste 'enojnih' katalizatorjev, ki zagotavljajo osnovo za novo paleto kemije in elektrokemije. Postopek ponuja priložnosti Natančneje, uporabili smo sintetično metodo, imenovano "transmetalacija", ki se izogne ​​​​nastajanju železovih grozdov med sintezo. Ta proces je lahko koristen drugim znanstvenikom, ki želijo, da bi podobni katalizatorji bili koristni."