Forskere revolutionerer brændselscellebranchen
Forskere på DTU Energikonvertering har fundet en helt ny type kulstofbaseret katalysator, der muligvis kan eliminere behovet for platin i katalysatorer til PEM-brændselsceller.
Af En ny type kulstofbaseret katalysator, der hvis den virker, kan sænke og endda helt eliminere behovet for platin og dermed revolutionere brændselscellebranchen.
Grafen beskytter jernkarbid
Grafen har en yderst simpel krystallisk struktur, der gentager sig selv i et heksagonalt og todimensionelt gittermønster a la en rulle hønsetråd. Og ligesom hønsetråd kan grafen-strukturen rulles sammen, i dette tilfælde til et hult rør af grafen, der kaldes kulstofnanorør.
Nanorør af kulstof er ikke et ukendt fænomen. Faktisk dannes de ret ofte som lange tråde i flere kemiske reaktioner, hvor de er uønskede, da de hæmmer de kemiske reaktioner og er svære at komme af med. Der dannes f.eks. problematiske tråde af kulstofnanorør, når fossile brændsler omdannes til brint.
- Mange gode katalysatorer oxideres og opløses i et surt miljø som i en PEM-brændselscelle. Det samme burde ske for katalysatorer af jernkarbid (Fe3C), men det sker ikke i vores tilfælde. Her er jernkarbiden beskyttet af et tyndt lag grafen, en meget stabil form for kul, siger lektor Jens Oluf Jensen, leder af PEM-forskning på DTU Energikonvertering.
Opstået ved et tilfælde
Lektor Jens Oluf Jensen, der står bag den nye opdagelse, fortæller hvordan det var en spontan og ret uventet reaktion i forbindelse med et andet forsøg udført af gæsteforskeren Yang Hu og lektor Qingfeng Li fra instituttet, der bragte dem på sporet af denne måde at syntetisere katalysatoren på.
Efterfølgende har man gennemført en række testforløb støttet af Det Strategiske Forskningsråd, Grundforskningsfonden og Energinet.dk, hvor de indkapslede katalysatorer af jernkarbid lå i 85 grader varmt syrebad i et længere tidsrum. Det viste sig at jernkarbiden ikke blev opløst og at katalysatorer af jernkarbid heller ikke blev påvirket i de basiske miljøer, så længe de var beskyttet af nanorør.
- Vi mangler stadig at bygge den nye type katalysatorer ind i en rigtig brændselscelle og teste den i længere tid, hvilket kommer til at ske her i løbet af 2014, men vi er i gang med at tage patent på metoden, og vi har også flere videnskabelige artikler på vej, siger Qingfeng Li.
