Vandenilio kuro elementai yra aplinkai nekenksminga technologija, kuri paverčia vandenilį į elektros energiją, o šiluma ir vanduo yra vieninteliai šalutiniai produktai. Dėl to tai yra patraukli ekologiška nešiojamojo energijos tiekimo alternatyva. Tačiau kuro elementų technologija buvo apribota dėl didelės kuro elementų kainos, nes katalizatoriui naudojamos retos ir brangios medžiagos, pvz., platina.
Šiuo metu Londono imperatoriškojo koledžo mokslininkai sukūrė katalizatorių, naudojantį tik geležį, anglį ir azotą – pigias ir lengvai prieinamas medžiagas – vandenilio kuro elementams. Jis gali pakeisti retą ir brangią platiną, leidžiančią plačiau panaudoti technologiją. Kai šis elementas naudojamas tinkamai, jis yra tokie pat veiksmingas kaip ir taurieji metalai, naudojant kuro elementą didele galia.
„Mūsų pigesnis katalizatorius turėtų paversti tai realybe ir leisti įdiegti daug daugiau atsinaujinančios energijos sistemų, kurios kaip kurą naudoja vandenilį, galiausiai sumažindamos šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą ir nukreipdamos pasaulį į grynojo nulinio išmetamųjų teršalų kiekio mažinimo kelią“, - sakė pagrindinis tyrėjas profesorius Anthony Kucernak iš Imperial Chemijos katedros.
Kad tai veiktų, mokslininkų komanda pagamino katalizatorių, kuriame visa geležis buvo išsklaidyta kaip atskiri atomai elektrai laidžioje anglies matricoje. Vieno atomo geležis pasižymi kitokiomis savybėmis nei masinė geležis, kurioje visi atomai yra susitelkę, todėl ji yra reaktyvesnė. Tai reiškia, kad geležis sustiprina reakciją, reikalingą kuro elemente, veikdama kaip geras platinos pakaitalas.
„Sukūrėme naują metodą ir išradome „vieno atomo“ katalizatorius, kurie suteikia galimybę vykdyti įvairius naujus cheminius ir elektrocheminius procesus“, – sakė pirmasis autorius dr. Asad Mehmood iš Imperial Chemijos katedros. „Konkrečiai, mes panaudojome unikalų sintetinį metodą, vadinamą transmetalavimu, kad išvengtume geležies sankaupų susidarymo sintezės metu. Šis procesas turėtų būti naudingas kitiems mokslininkams, norintiems paruošti panašaus tipo katalizatorių.“
Atliktais laboratoriniais bandymais mokslininkai parodė, kad vieno atomo geležies katalizatorius veikia panašiai kaip platinos katalizatoriai tikroje kuro elementų sistemoje. Geležies pagrindu pagamintas katalizatorius leidžia sukurti pigesnius kuro elementus, kurie žymiai sumažins kuro elementų naudojimo išlaidas.
Šiuo metu komanda stengiasi pagerinti katalizatoriaus stabilumą, kad jis atitiktų platininį patvarumą ir našumą bei tikisi, kad jis bus plačiai naudojamas komerciniuose kuro elementuose.
Skaityti komentarus