p Ao contrário das baterias secundárias que precisam ser recarregadas, as células de combustível são um tipo de sistema de geração de energia ecologicamente correto que produz eletricidade diretamente a partir de reações eletroquímicas usando hidrogênio como combustível e oxigênio como oxidante. Existem vários tipos de células de combustível, diferindo em temperaturas de operação e materiais eletrolíticos. Células a combustível de óxido sólido (SOFCs), que usam um eletrólito de cerâmica, estão recebendo cada vez mais atenção. Porque eles operam em altas temperaturas em torno de 700 graus Celsius, eles oferecem a maior eficiência entre os tipos de células de combustível, e também pode ser usado para produzir hidrogênio por decomposição de vapor. Para a comercialização desta tecnologia, é necessário melhorar ainda mais o desempenho da célula, e novos materiais de catalisador de alta temperatura são altamente esperados. p Os catalisadores à base de platina (Pt) demonstram excelente desempenho em reações de eletrodo de célula de combustível. Os catalisadores de Pt de átomo único são interessantes devido à sua funcionalidade única. Contudo, em altas temperaturas, os átomos de Pt não são estáveis ​​e aglomeram-se facilmente. Portanto, Catalisadores de átomo único de Pt têm sido usados ​​apenas em células a combustível de baixa temperatura, como células de combustível de membrana eletrolítica de polímero, que são usados ​​para veículos elétricos a hidrogênio.

p Uma equipe de pesquisa desenvolveu agora um catalisador que requer apenas uma pequena quantidade de platina para uma melhoria significativa de desempenho, e pode operar de forma estável em altas temperaturas. Dr. Kyung-Joong Yoon e o pesquisador Ji-Su Shin do Centro de Pesquisa de Materiais de Energia, juntamente com o professor Yun Jung Lee da Universidade de Hanyang desenvolveram um catalisador de Pt de átomo único que pode ser usado para SOFCs.

p Em sua pesquisa, átomos de platina inteiros são distribuídos uniformemente e funcionam individualmente sem aglomeração, mesmo em altas temperaturas. Foi demonstrado experimentalmente que aumenta a taxa de reação do eletrodo em mais de 10 vezes. Também pode operar por mais de 500 horas, mesmo em altas temperaturas de até 700 graus Celsius e melhora a geração de energia elétrica e o desempenho da produção de hidrogênio de três a quatro vezes. Espera-se acelerar a comercialização de células a combustível de óxido sólido (SOFCs), a próxima geração de células de combustível ecológicas.

p A equipe de pesquisa da Universidade KIST-Hanyang fez o catalisador de átomo único combinando átomos de platina e nanopartículas de óxido de cério (Ce). Cada átomo de platina é individualmente disperso na superfície das nanopartículas de óxido de cério, e a ligação forte mantém o estado disperso dos átomos por um longo período de tempo, mesmo em altas temperaturas, o que permite que todos os átomos de platina sejam envolvidos na reação. Isto, por sua vez, torna possível melhorar substancialmente a taxa de reação do eletrodo, minimizando a quantidade de platina usada.

p Para a fabricação, uma solução contendo íons de platina e cério é injetada no eletrodo do SOFC, e os catalisadores são sintetizados enquanto a célula de combustível está operando em alta temperatura. Como a injeção no eletrodo pode ser realizada facilmente, sem qualquer equipamento especial, o catalisador recém-desenvolvido pode ser facilmente aplicado aos processos de fabricação de células de combustível existentes.

p O Dr. Kyung-Joong Yoon do KIST disse:"O catalisador desenvolvido neste estudo pode ser aplicado a uma ampla variedade de células a combustível de óxido sólido e dispositivos eletroquímicos de alta temperatura usando um processo fácil e simples de baixo custo, portanto, espera-se que acelere o desenvolvimento de dispositivos de geração e armazenamento de energia ecologicamente corretos de próxima geração. Com base no fato de que o catalisador de átomo único pode operar de forma estável mesmo a 700 graus Celsius ou mais, seus campos de aplicação serão amplamente expandidos, incluindo reações termoquímicas de alta temperatura e reações eletroquímicas de alta temperatura. "