Tańsze ogniwa paliwowe
Natryskując za pomocą atomizera jedną z niezbędnych warstw ogniwa paliwowego, produkującego energię elektryczną z energii chemicznej, można nie tylko zaoszczędzić czas produkcji samego ogniwa, ale również pieniądze, gdyż nowo opracowane urządzenie wymaga zastosowania znacznie mniejszej ilości drogiej platyny (katalizatora), donosi "Physical Chemistry Chemical Physics".
Większość ogniw paliwowych, generujących energię elektryczną z
energii zmagazynowanej w wiązaniach chemicznych, zbudowana jest z
wielu warstw, które nakładane są jedna po drugiej za pomocą
techniki LBL (ang. layer-by-layer).
Jest to proces dość
powszechnie stosowany przez naukowców, ale niezwykle czasochłonny,
gdyż przypomina malowanie farbą ścian, gdzie przed nałożeniem
kolejnej warstwy farby koniecznie należy poczekać do całkowitego
wyschnięcia poprzedniej warstwy.
By przyspieszyć proces produkcji ogniw paliwowych wytwarzanych w
oparciu o technikę LBL, naukowcy opracowali nowy sposób nanoszenie
kolejnych warstw tworzących ogniwo paliwowe.
Typowe ogniwo zbudowane jest z warstwy (anody zawierającej
platynowy katalizator), która rozbija atomy wodoru na protony i
elektrony, umożliwiając swobodne przeniknięcie protonów przez
warstwy polielektrolitu do węglowej katody. Na katodzie protony
łączą się z atomami tlenu, tworząc wodę. W wyniku opisanego
procesu dochodzi do rozseparowania ładunków i generowana jest
energia elektryczna.
Naukowcy z Institute for Materials Science, TU Darmstadt (Niemcy)
opracowali nową technikę tworzenia poszczególnych warstw ogniwa
paliwowego - zamiast nanosić warstwy poprzez zamaczanie,
natryskiwali kolejne warstwy ogniwa za pomocą atomizera.
By móc zastosować nową technikę natryskiwania poszczególnych
warstw (anody utworzonej z polianiliny, polimeru przewodzącego
prąd elektryczny oraz platyny - katalizatora) konieczne było
opracowanie nowego typu zawiesiny, zawierającej wszystkie
niezbędne komponenty.
Według naukowców elementy elektrod natryskiwanych są zdecydowanie
bardziej wydajne w jonizacji atomów wodoru z wytworzeniem
elektronów i protonów, a co więcej skuteczniej blokują przenikanie
elektronów w kierunku katody (przez co zwiększana jest wydajność
ogniwa).
Dodatkowo, tworząc ogniwo paliwowe w nowy sposób można
przy zachowaniu podobnej wydajności, obniżyć nawet o połowę ilość
stosowanego katalizatora, czyli drogiej platyny.
Jednocześnie, czas przygotowania warstw anody nową metodą, trwa
zaledwie kilka minut w porównaniu do 2.5 godzin, gdy wykonuje się
tę samą czynność tylko za pomocą techniki zanurzeniowej - warstwa
po warstwie. Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycie pozwoli na
obniżenie kosztów produkcji nowoczesnych ogniw paliwowych, a co za
tym idzie przyczyni się do upowszechnienia się tej technologii
pozyskiwania energii elektrycznej. (PAP)
ostatnia zmiana: 2008-06-10
poleca:
