In de zoektocht naar efficiënte, kosteneffectieve en commercieel levensvatbare brandstofcellen, wetenschappers van het Energy Materials Center van Cornell University hebben een combinatie van katalysator en katalysator-ondersteuning ontdekt die brandstofcellen stabieler zou kunnen maken, conk-out gratis, goedkoop en beter bestand tegen koolmonoxidevergiftiging.

Het onderzoek, "Zeer stabiel en CO-tolerant Pt/Ti _0,7 W _0.3 O ₂ Elektrokatalysator voor brandstofcellen met protonenuitwisselingsmembraan, " ( Tijdschrift van de American Chemical Society , 12 juli 2010) onder leiding van Hector D. Abruna, Cornell hoogleraar scheikunde en chemische biologie en directeur van het Energy Materials Center in Cornell (emc2); Francis J. DiSalvo, Cornell hoogleraar scheikunde en chemische biologie; Deli Wang, postdoctoraal onderzoeker; Chinmayee V. Subban, afgestudeerde student; Hongsen Wang, onderzoeksmedewerker; en Eric Rus, afgestudeerde student.

Brandstofcellen op waterstof bieden een aantrekkelijk alternatief voor auto's die op benzine rijden:ze hebben het potentieel om voertuigen voor lange afstanden aan te drijven met waterstof als brandstof, de productie van kooldioxide te verminderen en alleen waterdamp uit te stoten.

Echter, brandstofcellen hebben over het algemeen zeer zuivere waterstof nodig om te werken. Dat betekent dat conventionele brandstoffen ontdaan moeten worden van koolmonoxide - een proces dat te duur is om brandstofcellen commercieel levensvatbaar te maken.

Brandstofcellen werken door brandstof elektrochemisch af te breken in plaats van te verbranden. energie direct omzetten in elektriciteit.

Het probleem is dat platina en platina/rutheniumlegeringen, die vaak worden gebruikt als katalysatoren in PEM (proton exchange membrane) brandstofcellen, zijn duur en worden gemakkelijk ondoeltreffend door blootstelling aan zelfs lage niveaus van koolmonoxide.

Om een ​​katalysatorsysteem te creëren dat meer koolmonoxide kan verdragen, Aruba, DiSalvo en collega's deponeerden platina-nanodeeltjes op een dragermateriaal van titaniumoxide met toegevoegd wolfraam om de elektrische geleidbaarheid te vergroten.

Hun onderzoek toont aan dat het nieuwe materiaal werkt met brandstof die maar liefst 2 procent koolmonoxide bevat - een niveau dat ongeveer 2000 keer hoger is dan wat normaal gesproken puur platina vergiftigt. Ook, het materiaal is stabieler en goedkoper dan puur platina. Met de nieuwe katalysator zei Abruña, "je kunt veel minder schone waterstof gebruiken, en dat is kosteneffectiever omdat waterstof afkomstig van aardolie een zeer hoog gehalte aan koolmonoxide heeft. Je moet de koolmonoxide eraf schrobben en dat is erg duur."

De onderzoekers bereiden zich nu voor om de katalysator in echte brandstofcellen te testen. "Tot dusver, indicaties zijn zeer goed, ' zei Abruña.
In voorlopige experimenten waarbij de prestaties van het nieuwe materiaal werden vergeleken met puur platina, hij voegde toe, de platinacel werd gemakkelijk vergiftigd door koolmonoxide en vroeg uit elkaar. Zei Abruña:"Maar die van ons liep nog steeds als een kampioen."