Nadchodzi nowa generacja ogniw paliwowych?
Ogniwa opisane w „Advanced Materials” są podobne do już rozwijanych, zwanych ogniwami z membraną wymiany protonów (PEMFC), które składają się z dwóch elektrod oddzielonych membraną przewodzącą jony. Paliwo osadza się na jednej i ulega utlenieniu (rozkładowi), generując energię elektryczną. Powstałe w ten sposób jony są transportowane przez membranę do drugiej elektrody, gdzie ulegają procesowi redukcji. (Na tej zasadzie działają np. słynne ogniwa wodorowe, w których paliwem jest czysty wodór. Jego jony przechodzące przez membranę to po prostu protony, stąd nazwa tych ogniw). W czasie redukcji jony wodoru łączą się z tlenem i tworzą wodę – główny produkt uboczny spalania. Dzięki temu ogniwa PEMFC zapewniają czyste źródło energii. Problemem jest niska wydajność, krótka żywotność elektrod i wysokie koszty materiałów – w szczególności platynowych katalizatorów.
Nowa propozycja polega na rozdzieleniu ogniwa typu PEMFC na dwie odrębne komory. W tej, na której zachodzi utlenienie wodoru, panuje środowisko zasadowe. W tej, na której zachodzi redukcja – kwasowe. Jest to istotna różnica między dotychczasowymi urządzeniami, w których środowisko było albo tylko kwasowe, albo tylko zasadowe. Aby zapobiec mieszaniu i neutralizacji jonów, użyto dwóch dodatkowych membran – jedna przewodzi jony dodatnie, druga – ujemne, a pomiędzy nimi znajduje się sekcja neutralna. Dodatkowo naukowcy pokryli jedną z elektrod katalizatorem żelaznym.
Sięgnij do źródeł
Badania naukowe: Stable and High-performance Flow H2-O2 Fuel Cells with Coupled Acidic Oxygen Reduction and Alkaline Hydrogen Oxidation Reactions
Wyniki są obiecujące. Uzyskano wysoką stabilność urządzenia oraz gęstość energii znacząco wyższą niż w przypadku tradycyjnych ogniw PEMFC pokrytych takim samym katalizatorem. A dzięki katalizatorowi tańszemu udało się zredukować koszty aż 70 razy. Naukowcy mają nadzieję, że ich pomysł wyznaczy kierunek dla komercjalizacji nowoczesnych ogniw paliwowych oraz zainspiruje innych badaczy do rozwijania proponowanej technologii.
Dziękujemy, że jesteś z nami. To jest pierwsza wzmianka na ten temat. Pulsar dostarcza najciekawsze informacje naukowe i przybliża najnowsze badania naukowe. Jeśli korzystasz z publikowanych przez Pulsar materiałów, prosimy o powołanie się na nasz portal. Źródło: www.projektpulsar.pl.