p (PhysOrg.com) - Um novo suporte de carbono que aumenta muito a durabilidade das células a combustível de membrana de troca de prótons foi desenvolvido por cientistas do Pacific Northwest National Laboratory e da Princeton University. Este novo material melhora significativamente a estabilidade do catalisador de célula de combustível e potencialmente reduzirá o custo dessas células de combustível. Esta pesquisa revolucionária atingiu o número um na lista mais baixada de Comunicações eletroquímicas artigos neste outono. p Atualmente, As células a combustível de membrana de troca de prótons não são amplamente utilizadas devido ao alto custo de fabricação e durabilidade relativamente baixa. Para ser comercialmente viável, o custo precisa ser reduzido drasticamente. Esses novos suportes de carbono podem fazer exatamente isso.

p Dentro da célula de combustível de hoje, a platina catalisa a reação. As condições dentro da célula de combustível são bastante adversas:alta pressão, Temperatura alta. Sob estas condições, algumas das partículas de platina voam do suporte, tornando-os indisponíveis para acelerar as reações. Algumas das partículas se agrupam. Quando isso acontece, as partículas apresentam menos área superficial. E, é na superfície onde a reação acontece. Então, menos área de superfície, menos catálise. A equipe investigou um novo tipo de suporte.

p Para este estudo, eles cortaram grafite, semelhante ao carbono em um lápis, em camadas atômicas únicas para formar folhas densas e enrugadas chamadas folhas de grafeno funcionalizadas.

p Então, eles trataram essas folhas com o catalisador de platina. Usando um microscópio eletrônico de transmissão, eles viram a diferença na forma como as partículas do catalisador foram presas às folhas de grafeno e a um suporte comercial. As imagens mostraram claramente uma distribuição uniforme de nanopartículas de platina muito menores no grafeno. Usando um espectrômetro de fotoelétrons de raios-X, eles provaram que o grafeno tem mais grupos funcionais disponíveis para ligar o catalisador de platina em comparação com o suporte comercial. Ambos os instrumentos estão no EMSL do DOE, uma instalação de usuário científico localizada no PNNL.

p A conclusão foi que as folhas de grafeno têm uma interação metal-suporte mais forte e produziram partículas de catalisadores menores e mais resistentes à degradação. Folhas de grafeno funcionalizadas podem potencialmente levar a um ambiente mais estável, eficiente, e célula de combustível de baixo custo.

p Este estudo estabelece a base para trabalhos futuros com este material de carbono promissor. Pesquisas futuras se concentrarão em aumentar a eficiência da fabricação do material e a durabilidade das folhas de grafeno.