ساخت نانوکاتالیستی برای بهبود عملکرد پیل‌های سوختی پلیمری

یک تیم تحقیقات ژاپنی از چند دانشگاه مختلف موفق به ساخت نانوکاتالیست با کارایی بالا برای پیل‌های سوختی شدند.



به گزارش سرویس فناوری ایسنا، محققان ژاپنی نشان دادند لایه‌نشانی انتخابی نانوذرات آلیاژی اکسید قلع روی پلاتین منجر به تولید کاتالیست موثری برای الکترولیت‌های پیل‌های سوختی می‌شود.

نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان "Surface-Regulated Nano-SnO2/Pt3Co/C Cathode Catalysts for Polymer Electrolyte Fuel Cells Fabricated by a Selective Electrochemical Sn Deposition Method " منتشر شده‌ است.

پیل‌های سوختی الکترولیت پلیمری (PEFC) جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی هستند. اخیرا محققان دانشگاه توکوشیما با همکاری چند دانشگاه و موسسه تحقیقاتی مختلف اقدام به سنتز نوعی نانوذرات کبالت پالادیم روی بستر کربنی کردند که این بستر خود حاوی نانوذرات اکسید قلع است. این ساختار جدید بهتر از تمام مواد پیشین در پیل‌های سوختی کار می‌کند.

تحقیقات پیرامون پیل‌های سوختی روی آلیاژهای پلاتین و اکسید فلزات واسطه متمرکز است. محققان به دنبال افزایش دوام و عملکرد کاتالیستی پلاتین روی کربن هستند. پیش از این جزایر اکسید قلع روی آلیاژ قلع پلاتین رشد داده شده بود. البته رشد این جزایر روی ترکیبات دیگر با دشواری‌هایی روبرو بوده است.

اخیرا این گروه تحقیقاتی موفق به رشد جزایر اکسید قلع روی نانوذرات کبالت پلاتین و کربن شدند که این کار با استفاده از لایه‌ نشانی انتخابی الکتروشیمیایی فلز قلع انجام شد که بعد از لایه‌نشانی فرآیند اکسید شدن این ماده نیز انجام شد.

افزودن نانوجزایر اکسید قلع موجب دو برابر شدن عملکرد کاتالیستی کاتالیست Pt3Co/C می‌شود. این کاتالیست جدید بعد از 5000 بار شارژ/دشارژ هنوز آسیب ندیده و فعالیت خود را ادامه می‌دهد.

در این کاتالیست، ساختار نانوذرات کبالت پلاتین به‌ صورت هسته‌ای بوده که با یک لایه پلاتین پوشیده شده‌ است. چسبیدن اکسید فلز انتقالی روی کربن موجب محدود شدن هدایت الکتریکی در کربن می‌شود. بنابراین تقویت انتخابی این ساختار با اکسید قلع می‌تواند مزایای زیادی برای این کاتالیست به همراه داشته باشد.

محققان این پروژه اختلاف پتانسیل مورد نیاز برای واکنش انجام شده در این پیل سوختی را اندازه‌گیری کردند. مشاهدات آنها نشان داد که وجود نانوجزایر موجود در نانوذرات کبالت پلاتین موجب بهبود ساختار الکترونیکی کاتالیست می‌شود.

منبع :