Nepravilnosti v katalizatorjih za vodikove gorivne celice
Armin Hrnjić
Datum objave:
Vse bolj očitne posledice podnebnih sprememb skrbijo za visoko motivacijo pri razvoju nizkoogljičnih tehnologij. Med njimi veliko obetajo gorivne celice, ki kot gorivo uporabljajo vodik. Eno od ovir pri širši komercializaciji tehnologije predstavlja uporaba drage in redke platine v katalizatorjih, zaradi česar njeno količino skušamo zmanjšati, hkrati pa ohraniti ustrezne lastnosti teh materialov. Za reakcijo redukcije kisika, eno od reakcij v gorivni celici, tako uporabljamo katalizatorje z nanodelci iz zlitine platine s cenejšimi prehodnimi kovinami. Ker se med pripravo katalizatorja v strukturi nanodelcev lahko pojavijo tudi določene nepravilnosti, je potrebno podrobno preučiti vpliv vseh vidikov strukture na delovanje v gorivni celici.
Raziskovalci iz Kemijskega inštituta, Univerze v Ljubljani, Inštituta Jožef Stefan in Univerze v Novi Gorici so preučili vpliv ene od strukturnih nepravilnosti v katalizatorjih za vodikove gorivne celice na njihovo delovanje. Študija potrjuje, da je delovanje obravnavanega katalizatorja robustno na prisotnost določenih strukturnih nepravilnosti in tako predstavlja prispevek k poglobljenemu razumevanju odnosov med strukturo in lastnostmi tovrstnih funkcijskih materialov.
Avtorji študije so v ta namen pripravili nanodelce iz zlitine platine in bakra s ponavljajočimi se antifaznimi mejami. To so nepravilnosti v strukturi, ki lahko nastanejo med žganjem, enim od pogostih korakov med pripravo tovrstnih katalizatorjev. S pomočjo rentgenske praškovne difrakcije so opredelili povprečno razporeditev teh nepravilnosti in spremljali njihovo pojavnost pri različnih temperaturah žganja. Strukturo so potrdili tudi z drugimi metodami ter izmerili katalitsko delovanje materiala. Potrdili so, da prisotnost antifaznih mej nima negativnega vpliva na potek reakcije redukcije kisika.
Znanstvena objava je v odprtem dostopu na voljo na povezavi: https://doi.org/10.1016/j.mtnano.2023.100377
