Als een fiets nat wordt in de regen, het frame en de ketting worden gecorrodeerd of roestig, wat de levensduur van de fiets verkort. Om dit te voorkomen moet er regelmatig olie worden aangebracht. Batterijcellen zijn apparaten die elektrische energie creëren door bewegende elektronen door afzonderlijk oxidatie- en reductiereacties op gang te brengen. Maar ze corroderen ook bij blootstelling aan zuurstof. Kunnen deze cellen ook ingevet worden om roesten te voorkomen?

Een onderzoeksteam onder leiding van professor Yong-Tae Kim en promovendus Sang Moon Jung van Materials Science and Engineering bij POSTECH gebruikte een katalysator (Pt/HxWO ₃ ) dat platina en waterstofwolfraambrons combineert om de corrosie in brandstofcellen op te lossen die optreedt wanneer waterstofauto's worden stilgelegd. De katalysator, onlangs geïntroduceerd in Natuur Katalyse —een zusterdagboek van Natuur - is aangetoond dat het waterstofoxidatie bevordert en selectief zuurstofreductiereacties (ORR) onderdrukt.

Naarmate milieuvriendelijke waterstofauto's steeds gebruikelijker worden, de race voor onderzoek en ontwikkeling voor het verbeteren van de prestaties van brandstofcellen - het hart van waterstofauto's - wordt over de hele wereld fel. De prestaties van brandstofcellen voor auto's zijn zeer laag vanwege hun intermitterende uitschakelingen in vergelijking met energieopwekkende brandstofcellen die niet stoppen als ze eenmaal zijn gestart. Dit komt omdat wanneer het contact wordt uitgeschakeld, de ORR treedt op als lucht tijdelijk in de anode wordt geïntroduceerd, en corrosie van de kathodische componenten versnelt als de potentiaal van de kathode onmiddellijk stijgt.

Het onderzoeksteam concentreerde zich op het fenomeen van de metaalisolatorovergang (MIT), die selectief de geleidbaarheid van materialen kan veranderen, afhankelijk van de omgeving, om het probleem van de achteruitgang van de duurzaamheid in brandstofcellen voor auto's op te lossen.

n bijzonder, het onderzoeksteam richtte zich op het wolfraamoxide (WO ₃ ) dat van oudsher wordt gebruikt als materiaal voor elektrische verkleuring, omdat het de geleidbaarheid sterk verandert via het inbrengen en verminderen van protonen. Het MIT-fenomeen van WO . toepassen ₃ resulteert bij normaal bedrijf in een elektrodereactie met behoud van de H-WO ₃ (geleider)toestand met het inbrengen van een proton. In tegenstelling tot, wanneer de ontsteking is uitgeschakeld, menglucht wordt aangezogen die de zuurstofdruk verhoogt en verandert in WO ₃ (subgeleider) die de elektrodereactie stopt, waardoor het probleem van kathodische corrosie wordt opgelost.

De Pt/HxWO ₃ Selectieve waterstofoxidatiereactie (HOR)-katalysatoren, verleend door het metaal-isolatorovergangsfenomeen, vertoonden meer dan tweemaal de duurzaamheid van conventionele commerciële Pt/C-katalysatormaterialen in stilgelegde omstandigheden in de MEA-evaluatie van autobrandstofcellen.

Professor Yong-Tae Kim die het onderzoek leidde, merkte op:"Dit onderzoek heeft de duurzaamheid van brandstofcellen voor auto's drastisch verbeterd." Hij voegde toe, "Naar verwachting zal de commercialisering van waterstofauto's door deze bevindingen verder worden vergemakkelijkt."