نوع جدیدی از نانو کاتالیست می تواند در دستیابی به موفقیت تجاری بلند مدت برای اتومبیل های پیل سوختی اثر گذارد.

بر اساس تحقیق انجام شده توسط داانشگاه صنعتی چالمرز و دانشگاه فنی دانمارک،نوع جدیدی از نانو کاتالیست می تواند در دستیابی به موفقیت تجاری بلند مدت برای اتومبیل های پیل سوختی اثر گذارد.

Niklas Lindahl،محقق دپارتمان فیزیک در دانشگاه صنعتی چالمرز،­می گوید: پیل سوختی انرژی شیمیایی را­ با استفاده از اکسیژن و هیدورژن و آب به عنوان تنها محصولش به انرژی الکتریکی تبدیل می کند.آنها پتانسیل عظیمی برای راه حل های  پایدار انرژی در حمل و نقل دارند.

کاتالیست های پیل های سوختی امروزی  مقدار زیادی پلاتینیوم نیاز دارند.پلاتینیوم یکی از گرانترین فلزات دنیا است. تحقیق گفته شده نشان می دهد که کاهش قابل توجه نیاز به پلاتینیوم به وسیله ساخت نانو آلیاژ با تکنولوژی جدید ساخت ممکن است.این تکنولوژی برای تولید انبوه بسیار مناسب است.

Björn Wickman ، محقق دپارتمان فیزیک دانشگاه چالمرز، می­گوید: همراه با روش ما،تنها یک دهم پلاتینیوم برای واکنش ها نیاز است. این می تواند مقدار پلاتینیوم مورد نیاز برای یک پیل سوختی حدود ۷۰% کاهش دهد.

اگر این سطح از راندمان ممکن باشد برای رسیدن در پیل سوختی،مقدار پلاتینیوم مورد نیاز با آنچه در مبدل کاتالیست اتومبیل های عادی استفاده شده است  قابل مقایسه خواهد بود.

Wickman افزود: خوشبختانه،این اجازه خواهد داد پیل های سوختی جایگزین سوخت های فسیلی شوند و تنها مکمل برای باتری اتومبیل ها باشند.تحقیق های گذشته نشان می دهند که امکان ترکیب پلاتینیوم با دیگر فلزها ،به عنوان مثال ایتریم،برای کاهش مقدار پلاتینیوم در پیل سوختی وجود دارد.

با این حال هنوز هیچ کس موفق به ساخت آلیاژهایی با این فلزات در شکل نانوذره با یک روش که بتوان در مقیاس بزرگ تولید کرد،نشده است.مشکل اصلی اکسید های ایتریم به جای تشکیل یک آلیاژ با پلاتینیوم است.

محققان چالمرز می گویند،توسط ترکیب کردن فلزات در یک اتاق خلا با استفاده از یک تکنیک که sputtering نام دارد این مشکل اکنون حل شده است.نتیجه یک فیلم نازک نانومتری از آلیاژ جدید است.

ترجمه:مهرداد خانقلی

Nanoalloys to replace pure platinum in fuel cells

According to research conducted by Chalmers University of Technology and the Technical University of Denmark, a new type of nanocatalyst can result in the long-awaited commercial breakthrough for fuel cell cars.

Niklas Lindahl, researcher at the Department of Physics at Chalmers University of Technology, said: “Fuel cells convert chemical energy into electrical energy using hydrogen and oxygen – with water as the only product. They have huge potential for sustainable energy solutions in transport, portable electronics and energy.”

The catalysts in today’s fuel cells require large amounts of platinum, which is one of the world’s most expensive metals. The research is said to show that it is possible to significantly reduce the need for platinum by creating a nanoalloy using a new production technique. The technology is also claimed to be well suited for mass production.

Björn Wickman, researcher at the Department of Physics at Chalmers, said: “With our method, only one tenth as much platinum is needed for the most demanding reactions. This can reduce the amount of platinum required for a fuel cell by about 70%.”

If this level of efficiency is possible to achieve in a fuel cell, the amount of required platinum would be comparable to what is used in an ordinary car catalytic converter.

“Hopefully, this will allow fuel cells to replace fossil fuels and also be a complement to battery-powered cars,” added Wickman.

Previous research has shown that it is possible to mix platinum with other metals, such as yttrium, to reduce the amount of platinum in a fuel cell. Even so, no one has yet managed to create alloys with these metals in nanoparticle form in a manner that can be used for large-scale production. The major problem has been that yttrium oxidises instead of forming an alloy with the platinum.

This problem has now been solved, the Chalmers researchers say, by combining the metals in a vacuum chamber using a technique called sputtering. The result is a nanometre-thin film of the new alloy that allows mass-produced platinum and yttrium fuel cell catalysts.