(PhysOrg.com) -- Ingenjörer vid UC San Diego använder nanoteknik för att öka effektiviteten och förbättra prestandan hos bränsleceller, vilket skulle kunna öka alternativen för förnybar energi och minska giftiga utsläpp.

Nuvarande bränslecellseffektivitet är avsevärt begränsad, delvis på grund av en hämmande reaktion från en biprodukt. Forskarna från UC San Diego har syntetiserat bimetalliska nanopartiklar (NPs), som är lovande material för bränslecellskatalys på grund av kombinerade egenskaper från två metaller.

Nanoingenjörstudenten Su-Wen Hsu kommer att lyfta fram detta arbete i sin affisch med titeln "Polyelektrolytmallerad galvanisk utfällning för bimetalliska nanopartiklar" under Research Expoon 14 april.

Hsu och hans forskargrupp använder bimetalliska NP:er för att optimera prestandan hos nuvarande bränslecellskatalysatorer genom att förbättra katalysatoraktiviteten och selektiviteten.
En katalysator är ett ämne som ökar hastigheten för en kemisk reaktion utan att förbrukas eller kemiskt förändras, och gör detta genom att minska energin som behövs för att reaktionen ska fortsätta. För att bränsleceller ska bli en lönsam ekonomisk lösning, deras katalytiska processer måste optimeras. Till exempel, att dela vatten till väte och syre för att mata en bränslecell är en mycket önskvärd process, men den katalytiska aktiviteten för detta system måste förbättras.

"Vi modifierade ytladdningarna av Ag NPs med olika laddade polyelektrolyter och använde dessa som mallar för galvanisk förskjutning med Au, " sa Hsu. "Positivt laddade NP genererade ihåliga bimetalliska skalstrukturer, och negativt laddade NP genererade porösa och aggregerade bimetallstrukturer."

"Den synergistiska effekten av Ag/Au NP gör dem till utmärkta katalysatorer för CO-oxidation och kan leda till potentiell tillämpning i bränsleceller, ” lade Hsu till, vars rådgivare är UC San Diego nanoteknikprofessor Andrea Tao. "Förmågan att skräddarsy NP-morfologi och sammansättning kommer att tillåta oss att utvärdera dessa bimetalliska NP som potentiella nanokatalysatorer för lågtemperaturreaktion."

För Hsu och hans team, de är ett steg närmare utvecklingen av bränsleceller, som kan användas för att driva produktion i bärbara, stationära och transportapplikationer som hemelektronik, bostäder och specialfordon. Nanoteknik förväntas förbättra materialegenskaper, komponenternas funktionalitet och prestanda, och sänka priset på bränsleceller.

– Det finns många speciella egenskaper hos material i nanostorlek jämfört med bulkmaterial. Detta är den mest intressanta delen inom nanoteknik, " sa Hsu. "Jag hoppas att jag kan förstå det här området mer. I framtiden, Vi kommer att mäta några egenskaper hos de bimetalliska nanopartiklarna för att bevisa att de bimetalliska NP:er kan användas i katalysatorer i olika områden."