معرفی کاتالیست حاوی نانوذرات برای پیل‌های سوختی

محققان مرکز تحقیقات نانوذرات موفق به ارائه نانوذرات پلاتین-آهن شدند که سطح آن را با استفاده از پوسته کربنی تقویت شده با نیتروژن پوشش داده‌اند. این ساختار که ضخامت نانومتری دارد، با فرآیند آنیلینگ در دمای 700 درجه سانتی‌گراد تولید شده‌است. وجود لایه کربنی در سطح این نانوذرات موجب حفاظت آن‌ها شده و مانع از فروریختن این نانوذرات می‌شود. پوسته کربنی تقویت شده با نیتروژن نه تنها مانع از بهم ریختگی نانوذرات در سطح می‌شود بلکه ابعاد آن‌ها را نیز در حدود 5/6 نانومتر نگه می‌دارد. همچنین این پوشش در شرایط بسیار سخت، از این ماده محافظت می‌کند.
تقاضا برای ساخت این مواد با خاصیت کاتالیستی رو به افزایش است. در حال حاضر بخش پیل سوختی به دنبال کاتالیست‌های جدید با کارایی بالاست. پیل سوختی ابزاری است که به وسیله یک کاتالیست انرژی شیمیایی را به الکتریسیته تبدیل می‌کند؛ این کار از طریق انجام واکنش اتفاق می‌افتد.
این نانوذرات تولید شده می‌تواند با انجام واکنش میان اکسیژن و هیدروژن، الکتریسیته تولید کند بدون این که گاز دی‌اکسید کربن تولید شود. پیل‌های سوختی معمولاً در خودروها به کار گرفته می‌شوند. در حال حاضر، در این پیل‌ها از پلاتین به‌عنوان کاتالیست استفاده می‌شود که بسیار گرانقیمت است.
الکتروکاتالیست نانوذره‌ای که این گروه تحقیقاتی تولید کرده‌اند می‌تواند در پیل‌های سوختی استفاده شود. این کاتالیست از پایداری بالایی برخوردار است. معمولاً در هنگام استفاده از کاتالیست‌های نانوذره، نانوذرات از سطح ساختار جدا می‌شوند، بنابراین عملکرد کاتالیست دچار زوال می‌شود. اما این کاتالیست به دلیل داشتن پوسته‌ای از جنس کربن تقویت شده با نیتروژن، می‌تواند دوام بالایی داشته باشد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Highly Durable and Active PtFe Nanocatalyst for Electrochemical Oxygen Reduction Reaction در نشریه Journal of the American Chemical Society منتشر شده‌است.