Münih Teknik Üniversitesi'ndeki (TUM) disiplinlerarası bir araştırma ekibi, yakıt hücrelerinde kataliz için platin nanopartiküller geliştirdi: bu yeni boyut optimizasyonlu katalizör, şu anda piyasada bulunan en iyi katalizörlerin iki katı performansa sahip.

Yakıt hücreleri, elektrikli araçlar için güç kaynağı olarak pillerin yerini alabilir. Rüzgar santrallerinden elde edilen fazla elektrik kullanılarak üretilebilen hidrojeni tüketirler. Bununla birlikte, yakıt hücrelerinde kullanılan platin nadirdir ve çok pahalıdır, bu da mevcut uygulamalarda sınırlayıcı bir faktör olmuştur.

Münih Teknik Üniversitesi'ndeki (TUM) bir araştırma ekibi, inorganik ve organometalik kimya profesörü Roland Fischer ve enerji dönüşümü ve depolama fiziği ve enerji dönüşümü profesörü Aliaksand Bandarenka'dan oluşur. Nanosistem simülasyonu profesörü Alessio Gaglaridi, platin parçacıklarının boyutunu, bu parçacıkların performansının piyasadaki en iyi teknolojinin performansının iki katına ulaşabilecek kadar küçültmeyi seçti.

Bir yakıt hücresinde hidrojen, süreçte elektrik üreten su üretmek için oksijenle reaksiyona girer. Bu dönüştürme sürecini optimize etmek için, elektrot üzerinde karmaşık bir katalizör kullanılması gerekir. Platin, oksijen azaltma reaksiyonunda merkezi bir rol oynar.

İdeal bir çözüm bulmak için ekip, tüm sistemin bir bilgisayar modelini oluşturdu. Temel soru şudur: Bir platin grubu ne kadar küçük olabilir ve hala güçlü bir katalitik etkiye sahip olabilir? Fischer şöyle açıkladı: "Gerçekler, platin yığınların belirli optimum boyutlara sahip olduğunu kanıtladı."

Yaklaşık 1 nanometre büyüklüğünde ve yaklaşık 40 platin atomu içeren parçacıklar idealdir. Bandarunka, "Bu boyuttaki platin katalizörlerin boyutları küçüktür, ancak çok sayıda yüksek aktivite noktasına sahiptir ve bu da yüksek kaliteli aktivite ile sonuçlanır."

Alanlar arası işbirliği

Kataliz Araştırma Merkezi'nin (CRC) disiplinlerarası işbirliği, araştırma ekibinin sonuçlarında önemli bir faktördür. Modelleme, ortak tartışmalar ve deneylerden elde edilen fizik ve kimya bilgisinin teorik yeteneklerini birleştirerek, katalizörün ilgili bileşenlerin ideal form, boyut ve boyut dağılımında nasıl tasarlanacağını gösteren bir model nihayet geliştirildi.

40 atom içeren platin nanopartiküller. Resim: B.Garlyyev / Tum

Ek olarak, CRC ayrıca hesaplanmış platin nanokatalizörleri oluşturmak ve deneysel olarak test etmek için gereken uzmanlığa sahiptir. Çalışmanın üç ana yazarından biri olan Kathrin Kratzl, Batyr Garlyyev ve Marlon R_ck, "İnorganik sentez teknolojisi açısından bu çok şey gerektirir" dedi.

Verimlilik, geleneksel katalizörlerin iki katıdır

Deney, teorik tahmini doğru bir şekilde doğruladı. "Katalizörlerimiz piyasadaki en iyi geleneksel katalizörlerden iki kat daha verimli." Bunun ticari uygulamalar için hala yeterli olmadığını, çünkü platin miktarının yalnızca% 50 oranında azaltıldığını ve% 80'e düşürülmesi gerektiğini sözlerine ekledi. Ticari uygulamalar için.

Küresel nanopartiküllere ek olarak, araştırmacılar ayrıca daha karmaşık şekillerden daha yüksek katalitik aktivite elde etmeyi umuyorlar. Ortaklıkta kurulan bilgisayar modeli bu tür bir modellemeye çok uygundur. Bandarunka, "Ancak, daha karmaşık şekiller, daha karmaşık sentez yöntemleri gerektirir" dedi. Bu, gelecekte bilgi işlem ve deneysel araştırmayı giderek daha önemli hale getirecek.

3 milyon yılın en yüksek değeri? Küresel iklim ciddi zorluklarla karşı karşıyadır ve karbon emisyonları gerçekten düşünülemez

Hidrojen ve nükleer enerji modası geçmiş mi? Atmosferik iyon enerjisi yakalama teknolojisi devrim niteliğinde mi?

Fuel Cell Energy ve Güney Korenin Southern Power Corporationın 20 MW yakıt hücresi parkı bir yıllığına

Japonya ve Güney Kore hidrojen enerjisi alanında rekabet mi ediyor? Toyota ve Hyundai, yakıt hücreli araçlar olacak mı?

Hidrojen ile karşılaştırıldığında, bu teknoloji iklim ısınmasını çözmek için güvenilir midir?

Neden tüm Avrupa ülkeleri hidrojeni tartışıyor? 2030 gerçekten hidrojen enerjisi dünyası olacak mı?

Argonne Ulusal Laboratuvarı yakıt hücresi katalizörlerini geliştiriyor ve değerli metal platin miktarı önemli ölçüde düştü?

Hidrojene olan talep 10 kat artışla gerçekten acil mi? Avustralya bir hidrojen tedarikçisi olacak mı?

Huawei'nin küresel işi engelleniyor ve Nokia tehlikeden yararlanıyor. Huawei'yi geçebilir mi?

Avrupa neden elektrikli araçlar geliştirmeye çalışıyor? Asya'ya yetişebilir misin? Geleceğin pazarına hakim mi?

Nihayet, Huaweinin küresel teknoloji ekosistemindeki statüsünün başarısız olamayacak kadar büyük olduğu uluslararası olarak kabul edildi.

Çinli bilim adamları, hafif enerjinin ve biyokütlenin dizele ve hidrojene dönüştürülebileceğini keşfettiler mi? inanıyorum