Billig katalysator gjort let

Katalysatorer fremstillet af carbon -nanorør dyppet i en polymeropløsning, der svarer til energiproduktionen og i øvrigt overgår platinkatalysatorer i brændselsceller, et team af ingeniører fra Case Western Reserve University har fundet.

Forskerne er sikre på, at de vil være i stand til at øge effektudbyttet og fastholde de andre fordele ved at matche det bedste nanorørlayout og type polymer.

Men allerede har de bevist, at den enkle teknik kan slå en af ​​de store vejspærringer til brug af brændselsceller ned:omkostninger.

Platin, som repræsenterer mindst en fjerdedel af omkostningerne ved brændselsceller, sælger i øjeblikket for omkring $ 65, 000 per kilo. Disse forskere siger, at deres nanorør med aktivt kul koster omkring $ 100 pr. Kilo.

Deres arbejde udgives i online -udgaven af Journal of the American Chemical Society på http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ja1112904.

"Dette er et gennembrud, "sagde Liming Dai, en professor i kemiteknik og forskerteamlederen.

Dai og forskningsforbindelser Shuangyin Wang og Dingshan Yu fandt ud af, at ved blot at lægge carbon nanorør i blød i en vandopløsning af polymeren polydiallyldimethylammoniumn chlorid i et par timer, polymeren dækker nanorørets overflade og trækker en elektron delvist fra carbonet, skaber en positiv nettoladning.

De placerede nanorørene på katoden i en alkalisk brændselscelle. Der, det ladede materiale fungerer som en katalysator for iltreduktionsreaktionen, der producerer elektricitet, mens den elektrokemisk kombinerer hydrogen og ilt.

Ved testning, brændselscellen producerede lige så meget strøm som en identisk celle ved hjælp af en platinkatalysator.

Men de aktiverede nanorør holder længere og er mere stabile, sagde forskerne. I modsætning til platin, den kulstofbaserede katalysator:mister ikke katalytisk aktivitet og, derfor, effektivitet, over tid; er ikke tilsmudset af kulilte og er fri for crossover -effekten med methanol. Methanol, et flydende brændstof, der er lettere at opbevare og transportere end brint, reducerer aktiviteten af ​​en platinkatalysator, når brændstoffet krydser over fra anoden til katoden i en brændselscelle.

Den nye proces bygger på Dai labs tidligere arbejde med nitrogendopede kulnanorør som katalysator. I den proces, nitrogen, som var kemisk bundet til kulstoffet, trak elektron delvist fra carbonet for at skabe en ladning. Test viste, at de dopede rør tredoblet platinets energiproduktion.

Dai sagde, at den nye proces er langt enklere og billigere end at bruge nitrogendopede kulnanorør, og han er overbevist om, at hans laboratorium også vil øge energiproduktionen. "Vi har ikke optimeret systemet endnu."