Mere effektive brændselscelle -applikationer via nanoteknologi

(PhysOrg.com) - Ingeniører ved UC San Diego bruger nanoteknologi til at øge effektiviteten og forbedre brændselscellernes ydeevne, hvilket kan øge mulighederne for vedvarende energi og reducere giftige emissioner.

Den nuværende brændselscelleeffektivitet er betydeligt begrænset, dels på grund af en hæmmende reaktion fra et biprodukt. UC San Diego -forskerne har syntetiseret bimetalliske nanopartikler (NP'er), som er lovende materialer til brændselscellekatalyse på grund af kombinerede egenskaber fra to metaller.

Nanoengineering gradstuderende Su-Wen Hsu vil fremhæve dette arbejde i sin plakat med titlen "Polyelektrolyt-skabeloneret galvanisk aflejring for bimetalliske nanopartikler" under Research Expoon 14. april.

Hsu og hans forskerhold bruger bimetalliske NP'er til at optimere ydeevnen for nuværende brændselscellekatalysatorer ved at forbedre katalysatoraktiviteten og selektiviteten.
En katalysator er et stof, der øger hastigheden af ​​en kemisk reaktion uden at blive forbrugt eller kemisk ændret, og gør dette ved at reducere den energi, der er nødvendig for, at reaktionen kan fortsætte. For at brændselsceller kan blive en levedygtig økonomisk løsning, deres katalytiske processer skal optimeres. For eksempel, opdeling af vand i hydrogen og ilt for at fodre en brændselscelle er en yderst ønskelig proces, men katalytisk aktivitet for dette system skal forbedres.

"Vi modificerede overfladeafgifterne på Ag NP'er ved hjælp af forskelligt ladede polyelektrolytter og brugte disse som skabeloner til galvanisk forskydning med Au, ”Sagde Hsu. "Positivt ladede NP'er genererede hule bimetalliske skalstrukturer, og negativt ladede NP'er genererede porøse og aggregerede bimetalliske strukturer. "

"Den synergistiske effekt af Ag/Au NP'er gør dem til fremragende katalysatorer for CO -oxidation og kan føre til potentiel anvendelse i brændselsceller, ”Tilføjede Hsu, hvis rådgiver er UC San Diego nanoengineering professor Andrea Tao. "Evnen til at skræddersy NP-morfologi og sammensætning giver os mulighed for at evaluere disse bimetalliske NP'er som potentielle nanokatalysatorer til lavtemperaturreaktion."

For Hsu og hans team, de er et skridt tættere på at fremme udviklingen af ​​brændselsceller, som kan bruges til at drive produktion i bærbare, stationære og transportapplikationer som forbrugerelektronik, boliger og specialkøretøjer. Nanoteknologi forventes at forbedre materialegenskaber, komponenternes funktionalitet og ydeevne, og sænke prisen på brændselsceller.

”Der er mange særlige egenskaber i nanostørrelsesmateriale sammenlignet med bulkmateriale. Dette er den mest interessante del inden for nanoengineering, ”Sagde Hsu. ”Jeg håber, at jeg kan forstå dette område mere. I fremtiden, vi vil måle nogle egenskaber ved de bimetalliske nanopartikler for at bevise, at de bimetalliske NP'er kan bruges i katalysator på forskellige områder. "