Ungefär 1 miljard bilar och lastbilar zoomar runt världens vägar. Endast ett fåtal kör på väte. Detta kan ändras efter ett genombrott som uppnåtts av forskare vid Köpenhamns universitet. Genombrottet? En ny katalysator som kan användas för att producera billigare och mycket mer hållbara vätedrivna fordon.

Vätgasfordon är en sällsynt syn. Detta beror delvis på att de förlitar sig på en stor mängd platina för att fungera som katalysator i sina bränsleceller - cirka 50 gram. Vanligtvis, fordon behöver bara cirka fem gram av detta sällsynta och dyrbara material. Verkligen, endast 100 ton platina bryts årligen, i Sydafrika.

Nu, forskare vid Köpenhamns universitets kemiavdelning har utvecklat en katalysator som inte kräver så stor mängd platina.

"Vi har utvecklat en katalysator som, i laboratoriet, behöver bara en bråkdel av den mängd platina som nuvarande vätebränsleceller för bilar gör. Vi närmar oss samma mängd platina som behövs för ett konventionellt fordon. På samma gång, den nya katalysatorn är mycket mer stabil än de katalysatorer som används i dagens vätgasdrivna fordon, "förklarar professor Matthias Arenz från kemiska institutionen.

Ett paradigmskifte för vätgasfordon

Hållbar teknik utmanas ofta av den begränsade tillgången på de sällsynta material som gör det möjligt, vilket i sin tur, begränsar skalbarheten. På grund av denna nuvarande begränsning, det är omöjligt att helt enkelt ersätta världens fordon med vätgasmodeller över en natt. Som sådan, den nya tekniken en spelväxlare.

"Den nya katalysatorn kan göra det möjligt att rulla ut vätgasfordon i en mycket större skala än vad som någonsin kunde ha uppnåtts tidigare, säger professor Jan Rossmeisl, centerledare för Center for High Entropy Alloy Catalysis vid KU:s institution för kemi.

Den nya katalysatorn förbättrar bränsleceller avsevärt, genom att göra det möjligt att producera mer hästkrafter per gram platina. Detta i sin tur, gör produktionen av vätgasbränslecellfordon mer hållbar.

Mer hållbar, mindre platina

Eftersom endast ytan på en katalysator är aktiv, så många platinaatomer som möjligt behövs för att belägga den. En katalysator måste också vara hållbar. Häri ligger konflikten. För att få så stor yta som möjligt, Dagens katalysatorer är baserade på platina-nano-partiklar som är belagda över kol. Tyvärr, kol gör katalysatorer instabila. Den nya katalysatorn utmärker sig genom att vara kolfri. Istället för nanopartiklar, forskarna har utvecklat ett nätverk av nanotrådar som kännetecknas av ett överflöd av ytarea och hög hållbarhet.

"Med detta genombrott, föreställningen att vätgasbilar blir vardagliga har blivit mer realistiska. Det gör att de kan bli billigare, mer hållbart och mer hållbart, säger Jan Rossmeisl.

Dialog med fordonsindustrin

Nästa steg för forskarna är att skala upp sina resultat så att tekniken kan implementeras i vätgasfordon.

"Vi för samtal med bilindustrin om hur detta genombrott kan rullas ut i praktiken. Så, saker och ting ser ganska lovande ut, säger professor Matthias Arenz.

Forskningsresultaten har just publicerats i Naturmaterial , en av de ledande vetenskapliga tidskrifterna för materialforskning. Det är den första artikeln där varje forskare vid grundforskningscentret, "Center for High Entropy Alloy Catalysis (CHEAC)", har samarbetat. Centret är ett så kallat Center of Excellence, med stöd av Danmarks Nationalforskningsfond.

"I mitten, vi utvecklar nya katalysatormaterial för att skapa hållbara kemikalier och bränslen som hjälper samhället att göra den kemiska industrin grönare. Att det nu är möjligt att skala upp produktionen av vätgasfordon, och på ett hållbart sätt, är ett stort steg framåt, säger centerledaren Jan Rossmeisl.