Brændselsceller i biler

Ny katalysator baner vejen for miljøvenligt brændstof

mandag 14 jul 14
|
af Anne Hansen

Kontakt

Ib Chorkendorff
Professor
DTU Fysik
45 25 31 70

Brændselsceller er et miljøvenligt alternativt til diesel- og benzinmotorer. Desværre fungerer brændselsceller ved hjælp af katalysatorer af platin, der er et af de dyreste metaller i verden. Nu har forskere fra DTU Fysik udviklet en platin-yttrium katalysator, der er stabil og endog mere aktiv end de eksisterende platinkatalysatorer. Dermed er vejen banet for billigere brændselsceller.

Brændselsceller af typen PEM er et lovende CO2-frit alternativ som brændstof til biler. I sammenligning med batterier kan biler med brændsceller desuden kører længere og det er langt hurtige at genopfylde dem. Desværre er udbredelsen af brændselsceller hidtil blevet begrænset af, at de fungerer ved hjælp af en katalysator bestående af det meget dyre metal platin. 

Allerede i 2009 opdagede forskere fra DTU Fysik, at en billigere legering af platin og yttrium både var mere aktiv end den rene platin katalysator men også ville være mere stabil. En platin-yttrium (Pt-Yt) katalysator kunne derfor sænke prisen på brændselsceller. For at være effektiv skal katalysatorer i brændselsceller imidlertid være i nanostørrelse, og desværre viste det sig at være vanskeligt at fremstille nanopartikler af platin-yttrium.

Som netop offentliggjort i Nature Chemistry er det imidlertid nu lykkedes forskerne fra DTU Fysik at fremstille Pt-Yt nanopartikler, der både er stabile og op til fem gange mere aktive end kommercielle platinkatalysatorer.

Vores resultater viser, at platin-yttrium nanopartikler kan syntetiseres og er meget aktive i reduktionen af oxygen, som er det ene trin i en PEM brændselscelle. Det er desuden muligt at lave nanopartikler med endnu højere aktivitet, hvis vi kan optimere partiklernes størrelse og sammensætning. Den næste udfordring, før Pt-Yt kan bruges som brændstofceller, er, at udvikle en metode til at fremstille katalysatoren i store mængder,” siger Ifan Stephens, der er adjunkt på DTU Fysik og en af forskerne bag opdagelsen.   

Forskningen fra DTU Fysik er blevet udført af forskere fra Center for Individuel Nanopartikel Funktionalitet (CINF) i samarbejde med Center for teoretisk Atomar Skala Fysik (CAMD) samt DTU CEN og SLAC National Laboratory i USA.

Læs artiklen i Nature Chemistry:
Mass-selected nanoparticles of PtxY as model catalysts for ​oxygen electroreduction
Patricia Hernandez-Fernandez et al.
Nature Chemistry (2014) doi:10.1038/nchem.2001. Published online 13 July 2014

Læs mere:
Engelsk resume
DTU-forskere: Nu kan vi sænke prisen på brændselsceller - Ingeniøren 13.07.14
New Platinum Alloy Shows Promise as Fuel Cell Catalyst - SLAC News, 21.07.14

Relaterede Videoer  

Vis flere