Mangan är känt för att göra läskburkar av rostfritt stål och aluminium. Nu, forskare säger att metallen kan främja en av de mest lovande källorna till förnybar energi:vätebränsleceller.

I en studie publicerad idag (29 oktober, 2018) i tidskriften Naturkatalys , ett universitet i Buffalo-ledda forskargruppen rapporterar om katalysatorer gjorda av den allmänt tillgängliga och billiga metallen.

Framstegen kan så småningom hjälpa till att lösa vätebränslecellers mest frustrerande problem:nämligen, de är inte överkomliga eftersom de flesta katalysatorer är gjorda av platina, vilket är både sällsynt och dyrt.

"Vi har inte kunnat främja en storskalig väteekonomi på grund av det här problemet som involverar katalysatorer. Men mangan är ett av de vanligaste elementen i jordskorpan och det är brett distribuerat över planeten. Det skulle äntligen kunna lösa detta problem, " säger huvudförfattaren Gang Wu, Ph.D., docent i kemi- och biologisk teknik vid UB:s Tekniska Högskola.

Ytterligare författare kommer från Oak Ridge National Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Argonne National Laboratory, Oregon State University, University of Pittsburgh, University of South Carolina, Giner Inc. och Harbin Institute of Technology.

I mer än ett decennium, Wu har letat efter alternativa katalysatorer för vätebränsleceller. Han har rapporterat framsteg inom järn- och koboltbaserade katalysatorer; dock, var och en slits ner med tiden, begränsa deras användbarhet, han säger.

I tidigare arbeten, Wu upptäckte att tillsats av kväve till mangan orsakar inre förändringar i metallen som gör den till ett mer stabilt element. I experiment som rapporterats i studien, han utarbetade en relativt enkel tvåstegsmetod för att tillsätta kol och en form av kväve som kallas tetranitrogen till mangan.

Resultatet var en katalysator som är jämförbar i sin förmåga att dela vatten - reaktionen som behövs för att producera väte - som platina och andra metallbaserade alternativ. Mer viktigt, Katalysatorns stabilitet gör den potentiellt lämplig för vätebränsleceller. Detta kan leda till en omfattande användning av tekniken i bussar, bilar och andra transportsätt, samt reservgeneratorer och andra kraftkällor.

Wu planerar att fortsätta forskningen, fokus på att förbättra katalysatorns kolmikrostruktur och metoden för tillsats av kväve. Målet, han säger, är att ytterligare förbättra katalysatorns prestanda i praktiska vätebränsleceller.