Przyspieszenie badań na czystą energią

Fot. Pixabay CC0

Elektrochemiczne systemy energetyczne to takie, w których energia elektryczna jest przekształcana w chemiczną. Są one kluczowe dla bardziej wydajnego wytwarzania i przechowywania energii przerywanej ze źródeł odnawialnych, co ma miejsce m.in. w ogniwach paliwowych i bateriach.

Rdzeniem tych systemów są katalizatory. Gdyby zastosować te o lepszej wydajności, ogniwa mogłyby osiągnąć znacznie większą wydajność. Jednak łatwo to powiedzieć, a trudniej zrobić. Na skuteczność katalizatora ma wpływ ilość i jakość miejsc aktywnych, a ich dostosowywanie może być żmudnym i nieefektywnym procesem.

Być może jednak niedługo się to zmieni. Naukowcy z University of Delaware zaprezentowali nowe podejście do zarządzania substancjami wrażliwymi na strukturę, aby osiągnąć najwyższą możliwą aktywność przy uwzględnieniu stabilności katalizatora. Jak powiedział Dion Vlachos, współautor badań: „Nasza metoda jest pierwszą, która zajmuje się zarówno inżynierią kryształów z atomową precyzją i stabilnością materiału."

Zdaniem naukowców wyróżnia ją wykorzystanie komputerów do tworzenia mikroskopijnych odmian - lub nanodefektów - na powierzchni katalizatora. Współautor Marcel Nunez wyjaśniał: „Chodzi o restrukturyzację powierzchni katalizatora w celu zmniejszenia energii niezbędnej do przejścia reakcj. Im bardziej aktywne miejsce, tym wyższy prąd elektryczny, co prowadzi do szybszej reakcji i mocniejszego ogniwa paliwowego".

Naukowcy mają nadzieję, że ich przełomowe podejście przyczyni się do rozpowszechenienia ogniw paliwowych, które nie są jeszcze ekonomicznie opłacalne na dużą skalę.

(KB)