Kiinteäoksidiset polttokennot, jotka perustuvat matalan kustannustason keraamisiin materiaaleihin, ovat yksi tehokkain ja lupaavin polttokennotyyppi. Niiden suurin ongelma on käytön myötä elektrolyytin toimintaa heikentävä reaktio. Nyt Harvardin yliopistossa on löydetty keino, jolla elektrolyytistä saadaan aiempaa kestävämpi.
Harvardin tutkijat käyttivät elektrolyyttinään perovskiittirakenteista nikkelaattia (nickelate). Itsestään se on melko surkea elektrolyytti mutta ryhmä päällysti sen pinnan katalyytillä ja ”seosti” sitä elektroneilla, jolloin siitä syntyi hyvä ionien johde.
”Olemme yhdistäneet kvanttiaineen ja sähkökemian aloja tavalla joka on johtanut uuden, suorituskykyisen materiaalin löytöön, jonka faasi voi siirtyä metallista ionien johteeksi,” toteaa Harvardissa tutkimusta vetänyt professori Shriram Ramanathan.
Kyseessä on uusi ilmiö ja sen on mahdollista dramaattisesti parantaa polttokennojen suorituskykyä.
Keinotekoiset fotosynteesit voisivat tarjota puhtaan ja uusiutuvan energianlähteen mutta sen tehokkuutta olisi parannettava erityisesti veden hapetusreaktion suhteen.
Nyt ryhmä tiedemiehiä Brookhaven National Laboratoryn johdolla on syntetisoinut uutta molekyylitason katalysaattoria veden hapetukseen.
Kuvassa tutkijoista vasemmalta David Szalda Baruch Collegesta ja David Shaffer, Yan Xie, and Javier Concepcion Brookhaven Labista. Kuvasta puuttuu Anna Lewandowska-Andralojc Adam Mickiewicz yliopistosta.
Ryhmän kehittämä katalyytti – ruteniumin komplekseja, joita ympäröi sitovat molekyylit (ligandit), jotka sisältävät fosfonaatti ryhmiä – nopeuttaa happi-happi sidoksien muodostumista, joka on yleensä energiaintensiivisin ja hitain vaihe veden hapettumisessa.
Kuvat: Brookhaven National Laboratory ja Harvard University.
LISÄÄ: Nanobitteja.fi (LINKKI) ja tutkijaryhmien tiedotteet Harvard (LINKKI, myös video) ja Brookhaven (LINKKI). Tässä myös Harvardin tutkijoiden artikkeli Nature-tiedelehdessä (LINKKI).
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille -Lue ilmaiseksi verkossa!
https://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2016