Cea mai nouă tehnologie care amenință transportul electric: ce au descoperit cercetătorii englezi
Pilele de combustibil cu hidrogen sunt folosite pentru a transforma hidrogenul în energie electrică.
Pentru a facilita reacția care produce electricitate, aceștia folosesc un catalizator scump de platină. Oamenii de știință de la Colegiul Imperial din Londra au creat un catalizator folosind doar fier, carbon și azot, care sunt materiale ieftine și ușor disponibile.
Hidrogenul este cel mai abundent element de pe Pământ și totuși utilizarea lui este îngreunată de costurile ridicate de aprovizionare și depozitare. În ciuda faptului că este peste tot, nu este aproape nicăieri în formă pură. Ca atare, trebuie concepute metode scumpe și consumatoare de energie pentru a-l extrage din diverse alte produse, cum ar fi apa sau gazele naturale. Acestea sunt în mare parte procese poluante, care anulează rolul hidrogenului ca potențial combustibil verde.
Depozitarea hidrogenului este, de asemenea, complicată, necesitând rezervoare de înaltă presiune, de obicei realizate din materiale din fibră de carbon. Arderea hidrogenului direct într-un motor cu ardere este destul de simplă, dar o modalitate mai eficientă și mai curată este de a-l transforma în energie electrică folosind o pilă de combustibil. Din păcate, pilele de combustie sunt, de asemenea, foarte scumpe de făcut, deoarece folosesc materiale rare precum platina pentru a facilita reacția care duce la producerea de energie electrică.
O tehnologie inovatoare
Totuși, situația este pe cale să se schimbe drastic, deoarece o echipă de cercetători de la Imperial College London a creat un catalizator făcut din fier, carbon și azot pentru a înlocui componentele scumpe de platină. Când sunt utilizate cu înțelepciune, acestea sunt la fel de eficiente ca metalul prețios în operarea celulei de combustie la putere mare.
„În prezent, aproximativ 60% din costul unei singure celule de combustibil este platina pentru catalizator”, spune cercetătorul principal, profesorul Anthony Kucernak, de la Departamentul de Chimie de la Imperial. „Pentru a face pilele de combustibil o alternativă reală viabilă la vehiculele alimentate cu combustibili fosili, de exemplu, trebuie să reducem acest cost.”
Pentru ca acesta să funcționeze, echipa a produs un catalizator în care tot fierul a fost dispersat ca atomi unici într-o matrice de carbon conducătoare electric. Utilizarea unui proces numit transmetalare a dus la proprietăți radical diferite față de fierul în vrac, acționând ca un bun înlocuitor pentru platină. În testele de laborator, cercetătorii au arătat că un catalizator de fier cu un singur atom are o performanță similară cu catalizatorii pe bază de platină într-un sistem real de celule de combustibil.
Catalizatorul de fier permite construirea de celule de combustie mai ieftine, care vor scădea semnificativ costul aplicațiilor pentru celule de combustibil. Deocamdată, catalizatorul pe bază de fier nu este la fel de durabil ca cel fabricat cu platină, dar echipa lucrează la îmbunătățirea sistemului. Pilele de combustie au un mare potențial pentru generarea de energie electrică nu numai pentru transport, ci și pentru clădiri și comunități.