Professor Sangaraju Shanmugam (vänster) och doktorand Student Arumugam Sivanantham (till höger). Upphovsman:Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology (DGIST)
Forskare vid Daegu Gyeongbuk Institute of Science &Technology (DGIST) har utvecklat nanokatalysatorer som kan minska den totala kostnaden för rena bränsleceller, enligt en studie publicerad i tidskriften Applied Catalysis B:Environmental .
Polymerelektrolytmembranbränsleceller (PEMFC) omvandlar den kemiska energin som produceras under en reaktion mellan vätebränsle och syre till elektrisk energi. Medan PEMFC är en lovande källa till ren energi som är fristående och mobil, ungefär som de alkaliska bränsleceller som används på den amerikanska rymdfärjan, de för närvarande förlitar sig på dyra material. Men de ämnen som används för att katalysera dessa kemiska reaktioner bryts ned, väcka oro kring återanvändbarhet och livskraft.
DGIST energimaterialforskare Sangaraju Shanmugam och hans team har utvecklat aktiva och hållbara katalysatorer för PEMFC som kan minska de totala tillverkningskostnaderna. Katalysatorerna var kväve-dopade kol-nanoroder med ceriumoxid och kobolt-nanopartiklar på sina ytor; väsentligen, kol nanoroder innehållande kväve, kobolt och ceria. Ceria (CeO 2 ), en kombination av cerium och syre, är ett billigt och miljövänligt halvledande material som har utmärkta syrereducerande förmågor.
Fibrerna tillverkades med en teknik som kallas elektrospinning, där en hög spänning appliceras på en vätskedroppe, bilda en laddad flytande stråle som sedan torkar mittflyg till uniform, nanoserade partiklar. Forskarnas analyser bekräftade att cerium- och koboltpartiklarna fördelades enhetligt i kolnanoroderna och att katalysatorerna uppvisade förbättrad elproducerande kapacitet.
Den ceriastödda kobolten på kvävedopade kol-nanorodkatalysatorer befanns vara mer aktiv och hållbar än kobolt-bara kväve-dopade kol-nanoroder och platina/kol. De undersöktes i två viktiga typer av kemiska reaktioner för energiomvandling och lagring:syrereduktion och syreutvecklingsreaktioner.
Forskarna drar slutsatsen att ceria kan anses vara bland de mest lovande materialen för användning med kobolt på kvävedopade kolnanoroder för att producera stabila katalysatorer med förbättrad elektrokemisk aktivitet i PEMFC och relaterade enheter.
