Nowa metoda analizy budowy elektrod

Elektrody pełnią kluczową rolę we wszystkich urządzeniach, których działanie oparte jest na reakcjach elektrochemicznych. Wydajność i wytrzymałość tego typu urządzeń w dużym stopniu jest uzależniona od procesów, które zachodzą w warstwie katalitycznej elektrolitu.

Uczeni z Illinois opracowali nowe podejście do analizy zmian wydajności elektrody bezpośrednio skorelowanej z różnicami w warstwie katalitycznej. Podejście to oparte jest na mikrotomografii (Micro-CT) i analizie elektrochemicznej. Pozwala to na analizę pracy ogniw paliwowych, elektrolizerów służących produkcji wodoru i tlenku węgla oraz elektrolizerów służących produkcji substancji magazynujących energię. Naukowcy wybrali tomografię rentgenowską, ponieważ dostarcza ona informacje o materiale w sposób nieinwazyjny. Jednocześnie jest to metoda szybka i zapewniająca wysoką rozdzielczość.

Według Molly Hong – członka zespołu badawczego – komercjalizacjia ogniw polimerowo-elektrolitowych jest ograniczona poprzez katodową reakcję redukcji tlenu. Wymaga ona kosztownych testów wydajności. Ponadto wykonywanie reaktorów elektrochemicznych konwersji dwutlenku węgla wymaga użycia materiałów o wysokiej aktywności. Analiza strukturalna warstwy katalizatora doprowadziła do wniosku, że bardziej równomierna warstwa zapewnia lepsza wydajność elektrod. Jednocześnie naukowcom udało się osiągnąć wysoką wydajność redukcji tlenku węgla do tlenku węgla II przy bardzo małym obciążeniu katalizatora.

Ekonomiczne względy prowadzą do poszukiwania metod maksymalnego wykorzystania katalizatorów i zwiększenia ogólnej wydajności elektrod Rezultaty przedstawionych badań przyczynią się prawdopodobnie do rozwoju nowych materiałów i ulepszonych metod przetwarzania energii. Więcej na ten temat można przeczytać w czasopiśmie „Advanced Energy Materials".

(pj)