Naukowcy ogłosili niedawno znaczący przełom w opracowaniu katalizatora zastępującego platynę do ogniw paliwowych. Pojazdy napędzane wodorem wykorzystujące ogniwa paliwowe z membraną do wymiany protonów (PEMFC) w dużym stopniu opierają się na katalizatorach platynowych w reakcjach elektrodowych.
W szczególności zaobserwowano, że reakcja elektrochemiczna na katodzie ogniwa paliwowego jest powolna, co wymaga zastosowania dużej ilości katalizatora platynowego w celu wzmocnienia reakcji.
Wspólny zespół badawczy z powodzeniem opracował nowy „jednoatomowy materiał żelazo-azot-węgiel-fosfor” na katodę, który może zastąpić platynę, a także zidentyfikował mechanizm jego aktywacji.
Tym, co czyni ten katalizator szczególnie godnym uwagi, jest jego możliwość zastosowania nie tylko w komercyjnych PEMFC, ale także w ogniwach paliwowych z membraną anionowymienną nowej generacji (AEMFC).
Nowo opracowany materiał zawiera śladowe ilości atomów żelaza rozproszonych w matrycy węglowej, wokół których znajdują się wiązania azotu i fosforu.
Eksperci wyjaśniają, że włączając fosfor do aktywnej części istniejącego jednoatomowego katalizatora żelazo-azot-węgiel, udało im się pokonać ograniczenia i poprawić wydajność.
Ogniwa paliwowe to złożone układy reakcyjne, co utrudnia zastosowanie nowo opracowanych katalizatorów w praktycznych ogniwach paliwowych. Jednak katalizator ten został z powodzeniem zastosowany zarówno w PEMFC, jak i AEMFC, osiągając znaczną poprawę wydajności.
