کاتالیست جدیدی توسط ژاپنی‌ها ساخته شده‌است که می‌تواند عملکرد پیل‌های سوختی را بهبود دهد. در این کاتالیست از ترکیب گرافن، پلیمر و نانوذرات طلا استفاده شده‌است.
نانوکاتالیستی با عملکرد بالا برای پیل‌های سوختی
توسعه پیل‌های سوختی وابسته به بهبود عملکرد کاتالیست‌های مورد استفاده در آنها است. در حال حاضر، نانوذرات طلا به‌عنوان گزینه بسیار ایده‌ال برای این کار شناخته می‌شود. با این حال تولید کاتالیست یکنواخت کاری چالش برانگیز است.
یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه کیوشو روشی برای ساخت کاتالیست جدیدی ارائه نموده و نتایج یافته‌های خود را در نشریه Scientific Reports منتشر کردند. آنها نشان دادند که چگونه نوعی پلیمر را روی سطح گرافن قرار داده و از نانوذرات طلا برای مزین کردن این ساختار استفاده کردند. این ترکیب در نهایت به‌عنوان کاتالیست برای پیل سوختی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در پیل‌های سوختی، از اکسیداسیون سوخت و احیاء اکسیژن الکتریسیته استفاده می‌شود. محصول جانبی این فرآیند آب بوده و گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌شود.
میزان الکتریسیته تولید شده در این فرآیند محدود به واکنش احیاء اکسیژن بوده که باید با استفاده از کاتالیست انجام شود. هر چند از کاتالیست‌های مبتنی بر پلاتین برای این کار استفاده می‌شود اما این فلز دچار آلودگی شده و کارایی آن کاهش می‌یابد. این در حالی است که نانوذرات طلا بدون این که مشکلی ایجاد کنند می‌توانند فرآیند احیاء اکسیژن را تسریع کنند.
مشکل پیش رو در مسیر تولید کاتالیزورهای نانوذرات طلا، تولید یکنواخت آنها است. کاتالیست‌های پیشین یا خیلی بزرگ یا خیلی کوچک بودند؛ بنابراین، برای استفاده عملی مناسب نبودند. تلاش برای یکنواخت کردن نانوذرات موجب کاهش فعالیت یا انحلال‌پذیری نانوذرات شده‌است.
این گروه تحقیقاتی با استفاده از گرافن و نوعی پلیمر موفق به تولید زیرلایه‌ای مناسب برای کاتالیست نانوذرات طلا شدند. نتایج آزمون‌های انجام شده روی این کاتالیست نشان داد که مازادپتانسیل این کاتالیست بسیار پایین است. مازادپتانسیل همانند یک جرقه برای تولید آتش است. بنابراین، محققان نشان دادند که این کاتالیست برای استفاده در پیل‌های سوختی مناسب است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان Growth and Deposition of Au Nanoclusters on Polymer-wrapped Graphene and Their Oxygen Reduction Activity در نشریه Scientific Reports منتشر شده‌است.
