محققان دانشگاه کرنل در مسیر تولید پیلهای سوختی تجاری کارا و ارزانقیمت، موفق به کشف کاتالیستی شدند که قادر است پیلهای سوختی را پایدارتر، ارزانتر، مقاومتر در برابر سمیت منوکسید کربن و با عمر طولانی نسبت به نمونههای پیشین کند.
استفاده از نانوذرات پلاتین برای بهبود عملکرد پیل سوختی
محققان دانشگاه کرنل در مسیر تولید پیلهای سوختی تجاری کارا و ارزانقیمت، موفق به کشف کاتالیستی شدند که قادر است پیلهای سوختی را پایدارتر، ارزانتر، مقاومتر در برابر سمیت منوکسید کربن و با عمر طولانی نسبت به نمونههای پیشین کند.
پیلهای سوختی هیدروژنی بهعنوان جایگزینی برای سوختهای فسیلی در خودروها در نظر گرفته شدهاند. این پیلها قادرند انرژی مورد نیاز خودرو را برای طی مسافتهای طولانی تأمین کنند؛ در حالی که آلایندگی دیاکسید کربن در آنها حذف شده و به جای آن، آب از اگزوز خودروها بیرون میآید. پیلهای سوختی برای فعالیت نیازمند هیدروژن بسیار خالص هستند که برای این کار باید منوکسید کربن از سوختهای معمولی زدوده شود که فرایندی بسیار گرانقیمت است و مشکلی برای تجاریسازی پیلهای سوختی محسوب میشود (هیدروژن از سوختهای معمولی به دست میآید).
پیلهای سوختی به جای سوزاندن سوخت، بهصورت الکتروشیمیایی آن را تجزیه و با این کار انرژی را مستقیماً به الکتریسیته تبدیل میکنند. مشکل اصلی در این پیلها گرانی پلاتین و آلیاژ روتنیوم/پلاتین است که اغلب بهعنوان کاتالیست در غشای تبادل یون این پیلها استفاده میشود، از طرفی اگر مجاورت منوکسید کربن (حتی در مقادیر بسیار اندک) قرار گیرد، بهراحتی دچار آسیب میشوند.
برای افزایش مقاومت این کاتالیستها محققان دانشگاه کرنل، نانوذرات پلاتین را روی بستری از جنس اکسید تیتانیوم ریخته، برای افزایش هدایت الکتریکی آن، مقداری تنگستن به آن اضافه کردند. نتایج تحقیقات آنها نشان داد که این کاتالیست جدید میتواند در مقادیر ۲ درصد منوکسید کربن فعالیت داشته باشد؛ این در حالی است که این رقم ۲۰۰۰ برابر مقداری است که موجب مسموم شدن پلاتین میشود. علاوه بر این، این ماده بسیار پایدار و ارزانتر از پلاتین خالص است. با استفاده از این کاتالیست میتوان از سوخت هیدروژنی که خیلی پاکیزه نیست، نیز استفاده کرد زیرا هیدروژن از آن دسته از مشتقات نفتی به دست میآید که این مواد نیز دارای آلودگی منوکسید کربن است. زدودن منوکسید کربن از این مواد بسیار گرانقیمت است.
هماکنون محققان آماده میشوند تا از این کاتالیست در یک پیل سوختی واقعی استفاده کرده، آن را تست کنند، تاکنون نشانهها بسیار خوب بودهاست. به گفتهی یکی از محققان این پروژه، نتایج ابتدایی نشان داده که پیل سوختی حاوی پلاتین بهسرعت مسموم شده، از کار میافتد؛ اما پیل حاوی این کاتالیست در حال کار کردن است.
