Brændselsceller er attraktive som miljøvenlige energikilder, blandt andet i brintbiler. Men de er dyre, da de kræver, at man bruger store mængder dyrt platin. I tidsskriftet Science beskriver et hold af forskere fra DTU og Københavns Universitet en gruppe af billigere og effektive platin- legeringer, som kan bane vejen for større udbredelse af brændselscelle-teknologien.
De såkaldte polymer elektrolyt membran brændselsceller (PEMFC) der omdanner brint og ilt direkte til elektricitet - for eksempel i brintbiler - kræver at der anvendes platin som katalysator. Det er et problem, for der skal anvendes ret store mængder platin i katoden, hvor ilt reduceres til vand. Da platin kun udvindes i små mængder og er meget dyrt, er det en stor del af årsagen til at brintbiler endnu ikke anvendes i større skala.
Nu har et hold af forskere fra DTU og Københavns Universitet har opdaget en gruppe af platin-legeringer, som både er billigere og effektive. I de brændselsceller man typisk anvender i dag er platin legeret med nikkel eller kobolt, som desværre nedbrydes i brændselscellen.
Forskerne har undersøgt legeringer mellem platin og syv af de sjældne jordarter (lanthanider) samt calcium, og påviser i en artikel i Science, at legeringerne ændrer krystalstrukturen og gør at afstanden mellem platinatomerne i overfladen bliver en anelse mindre end i de gængse katoder. Og det er netop afstanden mellem platinatomerne, der styrer den katalytiske aktivitet og stabilitet.
Ved at blande platin med lanthanid-atomer i forskellig størrelse kan de styre denne afstand. Og på den måde har de udviklet platin-baserede katalysatorer til reduktion af ilt, som er blandt de mest effektive man kender til. Det reducerer samtidig forbruget af platin, da man kan lave seks gange flere katoder med de nye legeringer ud fra samme mængde platin. Endelig er de nye legeringer tilsyneladende mere modstandsdygtige overfor nedbrydning. Og det tegner godt for anvendelsen af brændselsceller, forklarer lektor Ifan Stephens fra DTU Fysik:
”Sammen med de danske firmaer IRD Fuel Cells og Danish Power Systems arbejder vi nu videre på at udvikle metoder så legeringerne kan produceres i større skala, og testes industrielt. På den måde håber vi på at give udbredelsen af brændselsceller et kæmpe skub fremad,” siger han.