Объединение металлов для более дешевых, более стабильных топливных элементов

Графическая абстракция.Кредит: Журнал физической химии C (2023).Doi: 10.1021/acs.jpcc.3c04274

На сегодняшний день большинство исследований в этой области было сосредоточено на клетках, которые используют платину в качестве катализатора, управляющего этой химической реакцией.Тем не менее, существует нехватка материала, он дорого, и он не особенно стабилен при использовании для этого применения.Придумать коммерчески жизнеспособный продукт оказался сложным.

Теперь исследователи из Западного университета обнаружили, что интеграция других металлов - палладий и кобальт - с платиной уменьшает количество платины, которая требуется для производства энергии, и приводит к более стабильному катализатору для топливных элементов.

Их новое исследование было опубликовано недавно в журнале физической химии C. Tsun-Kong (T.K.) Sham, Xueliang (Andy) Sun, Ali Feizabadi и их сотрудники из департамента химии западного и департамента механического и материалового инженерии использовали канадский источник света.(CLS) в Университете Саскачевана (USASK) для разработки и проверки их нового подхода.

«В CLS мы успешно провели анализ этих новых наноматериалов в режиме реального времени, давая представление о связывании кислорода с платиной и воздействием переноса электрона между платиной и другими металлами в катализаторе на его эффективности и производительности»,-говорит Али Фейзабади,член западной команды.

«Увеличение каталитических характеристик платины и повышения долговечности катализатора, мы не только снижаем зависимость от скудных и дорогих материалов, но и повышаем общую эффективность и срок службы топливных элементов с протоновым обменом (PEMFC) s. Этот прорыв.имеет потенциал, чтобы сделать топливные элементы более экономически жизнеспособными и экологически чистыми, что привело к более широкому внедрению технологий чистой энергии ».

Группа с энтузиазмом относится к стабильным результатам, полученным в исследовании, и что она означает для коммерциализации альтернативного источника энергии.

«Наше исследование представляет собой значительный шаг к устойчивым энергетическим решениям», - говорит Фейзабади.«Он учитывает ограничения топливных элементов за счет повышения их эффективности, снижения затрат и улучшения их воздействия на окружающую среду. Смягчая эти проблемы, мы надеемся ускорить глобальный переход к чистой энергии и способствовать борьбе с изменением климата».

Больше информации: Али Фейзабади и др., Кобальт-легированные наночастицы PD@PT Core-Shell: корреляционное исследование электронной структуры и каталитической активности в ORR, Журнал физической химии C (2023).Doi: 10.1021/acs.jpcc.3c04274