Ny katalysator af platin nanopartikler kan føre til konk-out fri, stabile brændselsceller

I jagten på effektiv, omkostningseffektive og kommercielt levedygtige brændselsceller, forskere ved Cornell University's Energy Materials Center har opdaget en kombination af katalysator og katalysator-støtte, der kan gøre brændselsceller mere stabile, conk-out gratis, billig og mere modstandsdygtig over for kulilteforgiftning.

Forskningen, "Meget stabil og CO-tolerant Pt/Ti _0,7 W _0,3 O ₂ Elektrokatalysator til protonudvekslingsmembranbrændselsceller, "( Journal of the American Chemical Society , 12. juli, 2010) ledet af Hector D. Abruna, Cornell professor i kemi og kemisk biologi og direktør for Energy Materials Center på Cornell (emc2); Francis J. DiSalvo, Cornell professor Kemi og kemisk biologi; Deli Wang, post doc forsker; Chinmayee V. Subban, kandidatstuderende; Hongsen Wang, forskningsmedarbejder; og Eric Rus, kandidatstuderende.

Brintbrændselsceller tilbyder et tiltalende alternativ til benzinbrændende biler:De har potentialet til at drive køretøjer over lange afstande med brint som brændstof, mindske kuldioxidproduktionen og kun udsende vanddamp.

Imidlertid, brændselsceller kræver generelt meget rent brint for at fungere. Det betyder, at konventionelle brændstoffer skal strippes for kulilte - en proces, der er for dyr til at gøre brændselsceller kommercielt levedygtige.

Brændselsceller virker ved elektrokemisk at nedbryde brændstof i stedet for at brænde det, omdanne energi direkte til elektricitet.

Problemet er, at platin og platin/ruthenium legeringer, som ofte bruges som katalysatorer i PEM (proton exchange membrane) brændselsceller, er dyre og let at blive ineffektive ved eksponering for selv lave niveauer af kulilte.

For at skabe et katalysatorsystem, der kan tolerere mere kulilte, Abuna, DiSalvo og kolleger deponerede platin -nanopartikler på et støttemateriale af titaniumoxid tilsat wolfram for at øge dets elektriske ledningsevne.

Deres forskning viser, at det nye materiale arbejder med brændstof, der indeholder hele 2 procent kulilte - et niveau, der er omkring 2000 gange det, der typisk forgifter ren platin. Også, materialet er mere stabilt og billigere end ren platin. Med den nye katalysator, sagde Abruña, "Du kan bruge meget mindre rent brint, og det er mere omkostningseffektivt, fordi brint af råolie har et meget højt indhold af kulilte. Du skal skrubbe kulilte af, og det er meget dyrt at gøre det."

Forskerne forbereder sig nu på at afprøve katalysatoren i rigtige brændselsceller. "Indtil nu, indikationer er meget gode, " sagde Abruña.
I foreløbige eksperimenter, der sammenligner det nye materiales ydeevne med ren platin, han tilføjede, platincellen blev let forgiftet af kulilte og forsvandt tidligt. Sagde Abruña:"Men vores kørte stadig som en mester."