Powstały tanie ogniwa wodorowe. To kolejny krok w kierunku nowych źródeł energii

Na łamach Nature Catalysis ukazał się artykuł poświęcony nowemu rodzajowi wodorowych ogniw paliwowych, w których zamiast trudno dostępnej (a przez to kosztownej platyny) zastosowano żelazo.

Za takim pomysłem stoją przedstawiciele Imperial College London, dzięki którym możliwe powinno stać się szersze wykorzystanie tej technologii. Umożliwia ona przetwarzanie wodoru na energię elektryczną, przy czym jedynym produktem ubocznym okazuje się para wodna, dzięki czemu takie rozwiązanie jest wysoce ekologiczne.

Czytaj też: W MIT opracowano nowy, tani katalizator, który może pomóc nam w produkcji wodoru

Problem polega na tym, że koszt jednego z podstawowych komponentów utrudnia zwiększenie popularności tej technologii. Ogniwa paliwowe wykorzystują bowiem katalizatory wykonane z platyny. Pierwiastek ten jest trudno dostępny, co zwiększa jego cenę, ale jednocześnie kluczowy do podtrzymywania reakcji generującej energię. Autorzy nowych badań w tej sprawie postanowili znaleźć rozwiązanie problemu, skupiając się na tańszej alternatywie.

W takich okolicznościach powstał katalizator wykorzystujący jedynie żelazo, węgiel i azot, które są powszechnie dostępne i tanie. Dzięki nim można zasilać ogniwa paliwowe, otwierając drogę do ekologicznego pozyskiwania energii. Jest to szczególnie imponujące, gdy weźmiemy pod uwagę fakt, że około 60% kosztów pojedynczego ogniwa paliwowego stanowi platyna wykorzystywana w katalizatorach. Właśnie dlatego konieczne było znalezienie alternatyw.

Nowe ogniwa wodorowe wykorzystują żelazo zamiast platyny

Pojedyncze atomy żelaza mają odmienne właściwości chemiczne niż w przypadku ich skupienia, dlatego w tym przypadku zdecydowano się na wykorzystanie rozproszonego wariantu tego pierwiastka oraz przewodzącej elektryczność matrycy węglowej. Dzięki temu żelazo przyspiesza reakcje zachodzące w ogniwie paliwowym, stanowiąc wydajny zamiennik platyny. W czasie testów prowadzonych w warunkach laboratoryjnych okazało się, iż katalizator składający się z jednoatomowego żelaza ma wydajność zbliżoną do katalizatorów wykorzystujących platynę.

Czytaj też: Czujnik kwantowy inny niż wszystkie. Fizycy stworzyli go z cząsteczki wodoru

Może się również okazać, że takie rozwiązanie pomoże nie tylko w tworzeniu katalizatorów do ogniw paliwowych, ale i wykorzystywanych w przypadku innych procesów. W grę wchodzą między innymi reakcje chemiczne wykorzystujące tlen jako reagent zamiast drogich utleniaczy chemicznych czy też oczyszczanie ścieków z wykorzystaniem powietrza. Obecnie twórcy przytoczonego rozwiązania skupiają się na poprawie stabilności katalizatora, aby zapewnić nie tylko wysoką wydajność, ale i trwałość.