(PhysOrg.com) -- Ingenieurs van UC San Diego gebruiken nanotechnologie om de efficiëntie en de prestaties van brandstofcellen te verbeteren, die de opties voor hernieuwbare energie zouden kunnen stimuleren en de uitstoot van giftige stoffen zouden kunnen verminderen.

Het huidige brandstofcelrendement is aanzienlijk beperkt, gedeeltelijk te wijten aan een remmende reactie van een bijproduct. De onderzoekers van UC San Diego hebben bimetalen nanodeeltjes (NP's) gesynthetiseerd. die veelbelovende materialen zijn voor brandstofcelkatalyse vanwege de gecombineerde eigenschappen van twee metalen.

Nanoengineering grad student Su-Wen Hsu zal dit werk benadrukken in zijn poster getiteld "Polyelectrolyte-Templated Galvanic Deposition for Bimetallic Nanoparticles" tijdens Research Expoon 14 april.

Hsu en zijn onderzoeksteam gebruiken bimetaal NP's om de prestaties van de huidige brandstofcelkatalysatoren te optimaliseren door de katalysatoractiviteit en selectiviteit te verbeteren.
Een katalysator is een stof die de snelheid van een chemische reactie verhoogt zonder te worden verbruikt of chemisch veranderd, en doet dit door de energie te verminderen die nodig is om de reactie te laten verlopen. Om ervoor te zorgen dat brandstofcellen een levensvatbare economische oplossing worden, hun katalytische processen moeten worden geoptimaliseerd. Bijvoorbeeld, het splitsen van water in waterstof en zuurstof om een ​​brandstofcel te voeden is een zeer wenselijk proces, maar de katalytische activiteit voor dit systeem moet worden verbeterd.

"We hebben de oppervlakteladingen van Ag NP's aangepast met behulp van verschillend geladen polyelektrolyten en deze gebruikt als sjablonen voor galvanische verplaatsing met Au, ' zei Hsu. "Positief geladen NP's genereerden holle bimetalen schaalstructuren, en negatief geladen NP's genereerden poreuze en geaggregeerde bimetaalstructuren."

"Het synergetische effect van Ag/Au NP's maakt ze uitstekende katalysatoren voor CO-oxidatie en kan leiden tot mogelijke toepassing in brandstofcellen, " voegde Hsu toe, wiens adviseur UC San Diego nano-engineering professor Andrea Tao is. "Het vermogen om de morfologie en samenstelling van NP's aan te passen, stelt ons in staat om deze bimetalen NP's te evalueren als potentiële nanokatalysatoren voor reacties bij lage temperaturen."

Voor Hsu en zijn team, ze zijn een stap dichter bij het bevorderen van de ontwikkeling van brandstofcellen, die kunnen worden gebruikt om de productie van draagbare, stationaire en transporttoepassingen zoals consumentenelektronica, wooneenheden en speciale voertuigen. Nanotechnologie zal naar verwachting de materiaaleigenschappen verbeteren, de functionaliteit en prestaties van componenten, en de prijs van brandstofcellen verlagen.

“Er zijn veel bijzondere eigenschappen in nanoformaat materiaal in vergelijking met bulkmateriaal. Dit is het meest interessante deel in nano-engineering, ’ zei Hsu. “Ik hoop dat ik dit gebied meer kan begrijpen. In de toekomst, we zullen enkele eigenschappen van de bimetaal nanodeeltjes meten om te bewijzen dat die bimetaal NP's in verschillende gebieden in katalysatoren kunnen worden gebruikt."