Wetenschappers van de Universiteit van Surrey hebben niet-metalen elektrokatalysatoren voor brandstofcellen geproduceerd die de weg zouden kunnen effenen voor de productie van goedkope, milieuvriendelijke energieopwekking.

In een studie gepubliceerd in de Journal of Power Sources , het team uit Surrey werkte samen met collega's van de Queen Mary University of London om goedkope op koolstof gebaseerde elektrokatalysatoren te maken voor brandstofcellen met anionenuitwisselingsmembraan. De katalysator hielp bij het bereiken van een vermogensdichtheid van 703 watt per vierkante centimeter kwadraat (mW cm ^-2 ) van de brandstofcellen – dit komt overeen met een prestatie van slechts 50 mW cm ^-2 uit eerdere studies op dit gebied.

De katalysatoren zijn gemaakt met behulp van een goedkoop kleimateriaal genaamd Halloysite als sjabloon, ureum als stikstofbron en furfural (een organische chemische stof die kan worden geproduceerd uit haver, tarwezemelen of zaagsel) als koolstofbron. Dit werd vervolgens verwerkt tot een fijn zwart poeder en gebruikt als met stikstof gedoteerde koolstofelektrokatalysator.

Het project werd ondersteund door de SUPERGEN Hydrogen and Fuel Cell Hub van de Engineering and Physical Sciences Research Council.

Brandstofcellen worden momenteel gebruikt als koolstofarme energietechnologie voor elektriciteitsopwekking in transport en stationaire toepassingen, maar het gebruik van op edelmetalen gebaseerde katalysatoren, vooral platina, maakt de technologie duur en minder duurzaam.

Dr Qiong Cai, hoofddocent aan de Universiteit van Surrey, zei:"We zijn verheugd met de resultaten van onze niet-metalen elektrokatalysatoren, die laat zien wat er kan worden bereikt met dergelijke goedkope koolstofmaterialen. We konden dit alleen bereiken via samenwerkingen met Prof Magdalena Titirici (hoogleraar Sustainable Materials Chemistry bij QMUL) die advies gaf over materiaalsynthese, en het team van professor John Varcoe (hoogleraar materiaalchemie aan de Universiteit van Surrey), die de hoogwaardige anionenuitwisselingsmembranen en ionomeren leverde en de test van deze materialen in de anionenuitwisselingsmembraanbrandstofcellen ondersteunde.

"Wij zijn van mening dat er meer moet worden gedaan, maar ons werk toont aan dat goedkope katalysatoren hoge prestaties kunnen leveren in brandstofcellen en de impact van klimaatverandering op onze planeet kunnen helpen verminderen."