Mangan kan endelig løse problem med brintbrændstofceller

Mangan er kendt for at lave dåser af rustfrit stål og aluminium. Nu, forskere siger, at metallet kan fremme en af ​​de mest lovende kilder til vedvarende energi:brintbrændstofceller.

I en undersøgelse offentliggjort i dag (29. 2018) i journalen Naturkatalyse , et universitet ved Buffalo-ledet forskerhold rapporterer om katalysatorer fremstillet af det bredt tilgængelige og billige metal.

Fremskridtet kunne i sidste ende hjælpe med at løse brintbrændstofcellernes mest frustrerende problem:nemlig, de er ikke overkommelige, fordi de fleste katalysatorer er fremstillet med platin, hvilket er både sjældent og dyrt.

"Vi har ikke været i stand til at fremme en storstilet brintøkonomi på grund af dette problem, der involverer katalysatorer. Men mangan er et af de mest almindelige elementer i jordskorpen, og det er vidt udbredt over hele planeten. Det kunne endelig løse dette problem, "siger hovedforfatter Gang Wu, Ph.d., lektor i kemisk og biologisk teknik på UB's School of Engineering and Applied Sciences.

Yderligere forfattere kommer fra Oak Ridge National Laboratory, Brookhaven National Laboratory, Argonne National Laboratory, Oregon State University, University of Pittsburgh, University of South Carolina, Giner Inc. og Harbin Institute of Technology.

I mere end et årti har Wu har ledt efter alternative katalysatorer til brintbrændselsceller. Han har rapporteret fremskridt inden for jern- og koboltbaserede katalysatorer; imidlertid, hver slides ned med tiden, begrænser deres anvendelighed, han siger.

I tidligere arbejde, Wu opdagede, at tilsætning af nitrogen til mangan forårsager interne ændringer i metallet, der gør det til et mere stabilt element. I forsøg rapporteret i undersøgelsen, han udtænkte en relativt enkel totrinsmetode til tilsætning af kulstof og en form for nitrogen kaldet tetranitrogen til mangan.

Resultatet var en katalysator, der er sammenlignelig i sin evne til at splitte vand-den nødvendige reaktion for at producere brint-som platin og andre metalbaserede alternativer. Vigtigere, katalysatorens stabilitet gør den potentielt egnet til brintbrændstofceller. Dette kan føre til omfattende anvendelse af teknologien i busser, biler og andre transportformer, samt backup generatorer og andre strømkilder.

Wu planlægger at fortsætte forskningen, med fokus på forbedring af katalysatorens kulstofmikrostruktur og den metode, hvori nitrogen tilsættes. Målet, han siger, er at yderligere forbedre katalysatorens ydeevne i praktiske brintbrændstofceller.