Kredit:Pohang University of Science &Technology (POSTECH)
När en cykel blir blöt i regnet, ramen och kedjan blir korroderade eller rostiga, vilket förkortar cykelns livslängd. Olja måste appliceras regelbundet för att förhindra att detta händer. Battericeller är enheter som skapar elektrisk energi genom rörliga elektroner genom att utlösa oxidations- och reduktionsreaktioner separat. Men de korroderar också när de utsätts för syre. Kan dessa celler också smörjas för att förhindra rost?
Ett forskarlag ledd av professor Yong-Tae Kim och doktoranden Sang Moon Jung från Materials Science and Engineering vid POSTECH använde en katalysator (Pt/HxWO 3 ) som kombinerar platina och vätevolframbrons för att lösa den korrosion i bränsleceller som uppstår när vätgasbilar stängs av. Katalysatorn, nyligen introducerad i Naturkatalys —en systerdagbok till Natur - har visat sig främja väteoxidation och selektivt undertrycka syrereduktionsreaktioner (ORR).
I takt med att miljövänliga vätgasbilar blir vanligare, kapplöpningen för forskning och utveckling för att förbättra bränslecellsprestanda – hjärtat av vätgasbilar – blir hård över hela världen. Prestanda hos bilbränsleceller är mycket låga på grund av deras intermittenta avstängningar jämfört med kraftgenererande bränsleceller som inte stannar när de väl startat. Detta beror på att när tändningen stängs av, ORR uppstår när luft tillfälligt förs in i anoden, och korrosion av de katodiska komponenterna accelererar när potentialen för katod ökar omedelbart.
Forskargruppen fokuserade på fenomenet metallisolatorövergång (MIT), som selektivt kan ändra ledningsförmågan hos material beroende på den omgivande miljön, för att lösa problemet med hållbarhetsförsämring i bilbränsleceller.
n särskilt, forskargruppen fokuserade på volframoxiden (WO 3 ) som traditionellt har använts som ett elektriskt missfärgningsmaterial eftersom det kraftigt förändrar ledningsförmågan genom införande och reduktion av protoner. Tillämpa MIT-fenomenet WO 3 vid normal drift resulterar i en elektrodreaktion samtidigt som H-WO bibehålls 3 (ledar)tillstånd med införande av en proton. I kontrast, när tändningen är avstängd, blandad luft sugs in vilket ökar syretrycket och ändrar det till WO 3 (underledare) som stoppar elektrodreaktionen, på så sätt lösa problemet med katodisk korrosion.
Pt/HxWO 3 selektiva väteoxidationsreaktionskatalysatorer (HOR) som förmedlas av metallisolatorövergångsfenomenet visade mer än dubbelt så lång hållbarhet som konventionella kommersiella Pt/C-katalysatormaterial under avstängda förhållanden i MEA-utvärderingen av bilbränsleceller.
Professor Yong-Tae Kim som ledde forskningen kommenterade, "Denna forskning har dramatiskt förbättrat hållbarheten hos bilbränsleceller." Han lade till, "Det förväntas att kommersialiseringen av vätgasbilar kan underlättas ytterligare genom dessa fynd."
