Platina is een erg duur metaal en is daarom een ​​van de knelpunten die de groei van duurzame energie in de weg staan. Platina wordt gebruikt als katalysator in elektrolysers die elektrische energie opslaan als chemische verbindingen, en het speelt ook een belangrijke rol in brandstofcellen, katalysatoren en veel chemische processen die in de industrie worden gebruikt.

Een groep Aalto University-onderzoekers onder leiding van professoren Tanja Kallio en Kari Laasonen heeft een productiemethode voor elektrokatalysatoren ontwikkeld die slechts een honderdste van de hoeveelheid platina gebruikt die over het algemeen in commerciële producten wordt gebruikt. De activiteit die met het nieuwe materiaal wordt bereikt, is vergelijkbaar met die van commerciële elektrokatalysatoren. De methode is gebaseerd op de bijzondere eigenschappen van koolstofnanobuisjes.

'Als platina elektrolytisch wordt afgezet op het oppervlak van koolstofnanobuisjes, het vormt deeltjes bestaande uit een paar atomen. Op andere materialen, zoals grafeen, platina vormt grotere nanodeeltjes', Tanja Kallio legt uit.

'We denken dat dit komt omdat de koolstofatomen van het gebogen oppervlak zich in een gespannen toestand bevinden, waardoor ze vatbaar zijn voor het stabiliseren van platina op het oppervlak van de nanobuis. Dit zorgt ervoor dat de platina-atomen kleine en katalytisch actieve deeltjes vormen. Onze modellering toonde aan dat hoe meer gespannen de koolstofbindingen zijn, hoe beter de stabilisatie van het platina. Kleinere buizen zijn meer gebogen, waardoor de spanning groter wordt, dus ook de diameter van de nanobuisjes is belangrijk.'

Een derde van de prijs

Elektrolysers slaan elektrische energie op in de vorm van waterstofbindingsenergie. In praktijk, dit mechanisme wordt gebruikt om fluctuerende energie op te slaan, zoals windenergie, en het verschil tussen vraag en productie in evenwicht te brengen. Aangezien de elektrokatalysator ongeveer een derde van de prijs van de elektrolyser vormt, het verminderen van de benodigde hoeveelheid platina zou het proces aanzienlijk goedkoper maken.

'Naast de prijs van platina, ook de beschikbaarheid van het metaal is een probleem. Platina staat op de EU-lijst van kritische grondstoffen, wat betekent dat het gebruik ervan problematisch is vanwege de schaarste of vanwege geopolitieke problemen. Daarom streeft de EU naar een vermindering van het gebruik van platina', Kallio zegt en benadrukt dat de functionaliteit van de elektrokatalysator die is ontwikkeld aan de Aalto University tot nu toe alleen is bewezen in laboratoriumomstandigheden.

'In kleinschalige omstandigheden en bij kamertemperatuur, de elektrokatalysator is stabiel en langdurig bruikbaar. De volgende stap is het vergroten van de productieschaal en het testen van de functionaliteit van de elektrokatalysator in praktische toepassingen, die vaak bij een hogere temperatuur worden uitgevoerd.'