محققان ژاپنی موفق به ساخت خوشه‌های پلاتینی در ابعاد زیرنانو شده‌اند که فعالیت کاتالیستی بالایی برای استفاده در پیل‌های سوختی نشان می‌دهند. این ذرات ریز کاتالیستی که نهایتاً از ۱۲ اتم تشکیل شده‌اند، می‌توانند به حفظ منابع محدود پلاتین در کر‌ه زمین کمک شایانی کنند.
کاتالیست‌های پیل‌های سوختی با ابعاد زیرنانو
این تیم تحقیقاتی دریافت که با کاهش اندازۀ این خوشه‌ها، فعالیت کاتالیستی آنها در احیای اکسیژن افزایش می‌یابد. هنگامی که تعداد اتم‌ها در هر خوشه به ۱۲ اتم رسید، تمام اتم‌ها روی سطح و در معرض قرار می‌گیرند. در این حالت، فعالیت کاتالیستی این خوشه‌ها ۱۳ برابر کاتالیست‌های صنعتی موجود است. بنابر تحقیقات انجام شده این بهبود عملکرد تنها ناشی از افزایش سطح ویژه نیست بلکه ناشی از اثر اندازۀ کوانتوم است که هنوز به درستی درک نشده است.
کیمیهیسا یاماموتو، از دانشگاه کییو و سرپرست این گروه، معتقد است که عملکرد این نانوکاتالیست‌ها با دانش پذیرفته‌شده در این خصوص در تقابل است، زیرا که تا قبل از این تحقیق پذیرفته شده‌بود که نانوذرات پلاتین با اندازه ذارت ۳ نانومتر بهترین عملکرد کاتالیستی را نشان می‌دهند؛ این در حالی است که این خوشه‌های زیرنانو تحت شرایط خاص فعالیت کاتالیستی بالاتری نشان می‌دهند.
این خوشه‌های پلاتین با افزودن کلرید پلاتین به قالب‌های فنیل‌آزومتین (DPA) – مولکول‌های شاخه‌ای که به عنوان ساختارهای صلبِ قفسه‌ای‌شکل این اتم‌های فلز را احاطه می‌کنند- تهیه میشوند. این قالب قادر است تعداد اتم‌های احاطه شده را کنترل کرده و با افزودن یک عامل کاهنده، خوشه‌های پلاتین به‌صورت ساختارهای پایدار آزاد میشوند.
با توجه به نتایج این تحقیقات کاهش چشمگیری در مقادیر پلاتین مورد استفاده در پیل‌های سوختی مورد انتظار است. همچنین با توسعه‌ی بیشتر این روش، امکان اتصال یک فلز ثانویه به این خوشه‌های پلاتین فراهم خواهد شد.
این محققان نتایج خود را در مجله‌ی Nature Chemistry منتشر کرده‌اند.
