افزایش طول عمر پیل‌های سوختی با کمک یک آلیاژ نانویی

در این کاتالیزور پیل سوختی از پلاتین و منیزیم استفاده شده که موجب راندمان و دوام استثنایی پیل سوختی می‌شود. این دستاورد می‌تواند به طور بالقوه فناوری انرژی پاک را به سطح بالاتری ارتقاء دهد.

دانشمندان مؤسسه علوم و فناوری داگو جیونبوک این کاتالیزور پیل سوختی را با استفاده از نانوذرات پلاتین-منیزیم ساختند که هم دوام بسیار بالایی داشته و هم کارایی قابل توجهی نسبت به نمونه‌های پیل سوختی موجود در بازار دارد.

پیل‌های سوختی هیدروژن و اکسیژن را برای تولید برق ترکیب می‌کنند. از پلاتین به عنوان کاتالیزور برای سرعت بخشیدن به این واکنش‌ها استفاده می‌شود، اما پلاتین گران است. با ادغام منیزیم در آلیاژ مورد استفاده در کاتالیزور، این طراحی نه تنها هزینه‌ها را کاهش می‌دهد، بلکه باعث افزایش کارایی و ماندگاری پیل سوختی می‌شود.

سالهاست که محققان می‌دانند که آلیاژهای پلاتین با فلزات قلیایی به دلیل فعالیت کاتالیزوری بالا و ثبات عالی، پتانسیل عظیمی برای کاربرد در پیل سوختی دارند. با این حال، چالش ایجاد این آلیاژها به شکل نانوذرات، مانع توسعه این فناوری بوده است. در این تحقیق، پروفسور جونگ سونگ یو و همکارانش بر این چالش غلبه کردند. چه چیزی این فناوری جدید را بسیار خاص می‌کند؟ هم افزایی بین پلاتین و منیزیم بسیار قوی است که مانع از زوال آلیاژ به مرور زمان می‌شود. بنابراین کاتالیزور برای دوره‌های طولانی‌تر مؤثر است که برای کاربردهای مختلف این دوام بسیار مهم است.

به نقل از ستاد نانو، آزمایش‌های عملی نشان داده است که این آلیاژ جدید از اهداف عملکرد ۲۰۲۵ وزارت انرژی آمریکا برای پیل‌های سوختی پیشی می‌گیرد و راندمان بالا و ثبات طولانی مدت خواهد داشت. پروفسور جونگ سونگ یو، توضیح می‌دهد: بیشتر کاتالیزورهای مورد استفاده در پیل‌های سوختی دوام کم و هزینه بالا دارند. اما با غلبه بر چالش سنتز و تولید این آلیاژ جدید، نانوذرات پلاتین منیزیم می‌تواند با ترکیب سرعت واکنش عالی پلاتین با دوام و قیمت مناسب منیزیم، این مسائل را حل می کنند.

محققان این پروژه معتقدند که از این دستاورد می‌توان برای تولید هیدروژن و در دیگر واکنش‌های الکتروشیمیایی مهم استفاده کرد.