Din farfurie în baterie, spanacul ar putea fi un catalizator viabil pentru celulele de combustibil

Cercetătorii explică faptul că această plantă ar putea fi folosită pentru a obține energie fără a mai polua.

Un studiu realizat de cercetătorii de la Departamentul de Chimie de la Universitatea Americană, SUA, a arătat că, folosirea spanacului ca bază pentru nanofoliile de carbon poate reprezenta un catalizator pentru declanșarea reacțiilor de reducere a oxigenului în bateriile metal-aer și pilele de combustibil, notează The Science Times.

• Teleportarea cuantică prin internet a fost realizată pentru prima dată
• Neuronul artificial bazat pe laser imită funcțiile celulelor nervoase cu o viteză incredibilă

Reacția de reducere a oxigenului (ORR) din pilele de combustibil este una dintre cele două reacții principale care apar în interiorul celulelor de energie și al bateriilor metal-aer. De obicei, acesta procesul este mai lent și reprezintă cheia pentru controlarea cantității de energie care poate fi extrasă de pe aceste dispozitive. Comunicatul de presă al Universității Americane notează că cercetătorii au studiat anterior acestui studiu materiale din carbon care pot cataliza reacția. Cu toate acestea, acești catalizatori au, în general, o performanță mai mică în comparație cu cei pe bază de platină.

Inovația apare din cele mai neobișnuite surse

Prețul platinei și performanțele mai mici ale catalizatorilor pe bază de carbon i-au determinat pe cercetători să lucreze la găsirea unui catalizator eficient care să fie mai puțin costisitor și mai puțin toxic în timpul procesului de preparare. După ce au experimentat cu resurse aflate la îndemână, au apelat la spanac pentru experimentele lor.

„Acest studiu sugerează că se pot realiza catalizatori durabili pentru o reacție de reducere a oxigenului apelând la resursele naturale”, a spus Shouzhong Zou, autorul principal al studiului și profesor de chimie la UA. El a explicat că metoda lor produce „catalizatori foarte activi, pe bază de carbon”, folosind spanacul, o formă de biomasă regenerabilă, ca materia primă.

Cercetătorii sunt extrem de optimiști în ceea ce privește studiul lor și adaugă: „De fapt, credem că depășește catalizatorii comerciali de platină atât în activitate, cât și în stabilitate (n.r. catalizatorul pe bază de spanac). Catalizatorii ar putea avea aplicații practice în pilele de combustibil cu hidrogen și bateriile metal-aer, adăugă Zou.

Pentru a crea noul lor material catalizator pe bază de carbon, cercetătorii au trecut spanacul printr-un proces în mai multe etape, care implică inclusiv extragerea lichidelor cu un blender, liofilizarea, măcinarea, carbonizarea și tratamentul termic. Apoi au efectuat teste pentru a observa capacitatea sa de a efectua reducerea electrochimică a oxigenului. O voltamogramă cvasi-dreptunghiulară a fost observată în eșantionul cu azot, sugerând că în eșantion era disponibil doar curentul de încărcare capacitiv. Pe de altă parte, atunci când au saturat celula cu oxigen, aceasta a prezentat reacții de reducere puternice.

Măsurătorile derivate din experiment au arătat că nanofila de carbon derivată din spanac a arătat o activitate crescută a reacției de reducere a oxigenului comparativ cu catalizatorii disponibili pe bază de platină din comerț. În plus, catalizatorul lor de carbon a prezentat o stabilitate mai bună pe termen lung în comparație cu platina, care se deteriorează în timp, și rezistență la metanol.

Studiul a fost publicat în ACS Omega.

Citește și:

Primul joc de buzunar care nu are nevoie de baterii

Un start-up lucrează la baterii care folosesc deșeurile nucleare

Oamenii de știință arată cum ai putea să-ți încarci bateriile cu umiditatea din aer

O nouă abordare revoluţionară poate duce la crearea unor noi tipuri de baterii cu capacitate de stocare mai ridicată