Η μελέτη αποκαλύπτει ακριβώς πώς λειτουργούν οι καταλύτες κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους
Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Berkeley, αποκάλυψε ακριβώς πώς λειτουργούν οι καταλύτες κυψελών καυσίμων χαμηλού κόστους. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών και προσιτών κυττάρων καυσίμου, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα των μεταφορών.
Τα κύτταρα καυσίμου είναι συσκευές που μετατρέπουν τη χημική ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια. Χρησιμοποιούνται σε μια ποικιλία εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των αυτοκινήτων, των φορτηγών και των λεωφορείων. Ωστόσο, τα κύτταρα καυσίμου είναι επί του παρόντος δαπανηρά για παραγωγή, λόγω εν μέρει του υψηλού κόστους των καταλυτών που χρησιμοποιούνται.
Η μελέτη από το Berkeley διαπίστωσε ότι οι καταλύτες κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους λειτουργούν χρησιμοποιώντας διαφορετικό μηχανισμό από τους παραδοσιακούς καταλύτες. Οι παραδοσιακοί καταλύτες χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται "προσρόφηση", στην οποία τα αντιδραστήρια απορροφούνται στην επιφάνεια του καταλύτη πριν αντιδρούν. Ωστόσο, οι καταλύτες χαμηλού κόστους χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται "διάσταση", στην οποία τα αντιδραστήρια διαχωρίζονται σε μεμονωμένα άτομα πριν αντιδρούν.
Αυτή η διαφορά στον μηχανισμό επιτρέπει στους καταλύτες χαμηλού κόστους να είναι πιο αποτελεσματικοί και προσιτοί από τους παραδοσιακούς καταλύτες. Ως αποτέλεσμα, η ανάπτυξη καταλυτών κυττάρων καυσίμου χαμηλού κόστους θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών και προσιτών κυττάρων καυσίμου, γεγονός που θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα των μεταφορών.
Η μελέτη
Η μελέτη από το Berkeley οδηγήθηκε από τον καθηγητή Peidong Yang. Ο Yang και η ομάδα του χρησιμοποίησαν μια ποικιλία τεχνικών για να μελετήσουν τον μηχανισμό των καταλυτών κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους. Αυτές οι τεχνικές περιελάμβαναν:
* Φασματοσκοπία απορρόφησης ακτίνων Χ (XAS) :Το XAS είναι μια τεχνική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της ηλεκτρονικής δομής των υλικών. Ο Yang και η ομάδα του χρησιμοποίησαν XAs για να μελετήσουν την ηλεκτρονική δομή των καταλυτών κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους.
* Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης (SEM) :Το SEM είναι μια τεχνική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη της μορφολογίας της επιφάνειας των υλικών. Ο Yang και η ομάδα του χρησιμοποίησαν SEM για να μελετήσουν τη μορφολογία επιφανείας των καταλυτών κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους.
* Ηλεκτρονική μικροσκοπία μετάδοσης (TEM) :Το TEM είναι μια τεχνική που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει την εσωτερική δομή των υλικών. Ο Yang και η ομάδα του χρησιμοποίησαν TEM για να μελετήσουν την εσωτερική δομή των καταλυτών κυψελών καυσίμου χαμηλού κόστους.
Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν ότι οι καταλύτες κυττάρων καυσίμου χαμηλού κόστους λειτουργούν χρησιμοποιώντας διαφορετικό μηχανισμό από τους παραδοσιακούς καταλύτες. Οι παραδοσιακοί καταλύτες χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται "προσρόφηση", στην οποία τα αντιδραστήρια απορροφούνται στην επιφάνεια του καταλύτη πριν αντιδρούν. Ωστόσο, οι καταλύτες χαμηλού κόστους χρησιμοποιούν μια διαδικασία που ονομάζεται "διάσταση", στην οποία τα αντιδραστήρια διαχωρίζονται σε μεμονωμένα άτομα πριν αντιδρούν.
Οι συνέπειες της μελέτης
Η μελέτη από το Berkeley έχει σημαντικές επιπτώσεις στην ανάπτυξη κυττάρων καυσίμου. Τα ευρήματα της μελέτης θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη πιο αποτελεσματικών και προσιτών κυττάρων καυσίμου, τα οποία θα μπορούσαν να έχουν σημαντικό αντίκτυπο στον τομέα των μεταφορών.
Τα κύτταρα καυσίμου είναι μια πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για το μέλλον των μεταφορών. Είναι καθαρά, αποτελεσματικά και ήσυχα. Ωστόσο, τα κύτταρα καυσίμου είναι επί του παρόντος δαπανηρά για παραγωγή, λόγω εν μέρει του υψηλού κόστους των καταλυτών που χρησιμοποιούνται.
Η μελέτη από το Berkeley θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη πιο προσιτών κυττάρων καυσίμου. Αυτό θα έκανε τα κύτταρα καυσίμου μια πιο βιώσιμη επιλογή για τη μεταφορά, η οποία θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στο περιβάλλον.
