In een recente studie hebben onderzoekers van de University of California, Berkeley en het Lawrence Berkeley National Laboratory aangetoond hoe de synthese van nanomaterialen kan worden geoptimaliseerd voor gebruik als kathodes in brandstofcellen. Deze ontwikkeling zou mogelijk kunnen leiden tot verbeterde brandstofcelprestaties en lagere kosten voor een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder het aandrijven van voertuigen en het leveren van back-upstroom voor datacenters.

Brandstofcellen zijn elektrochemische apparaten die chemische energie direct omzetten in elektrische energie. Ze worden beschouwd als een veelbelovend alternatief voor conventionele verbrandingsmotoren vanwege hun efficiëntie, lage emissies en relatief stille werking. De ontwikkeling van goedkope en krachtige brandstofcelkathodes is echter een uitdaging geweest.

Een veelbelovende aanpak voor het verbeteren van de kathodeprestaties is het gebruik van nanomaterialen, die unieke eigenschappen hebben die de elektrochemische reacties die plaatsvinden in de brandstofcel kunnen versterken. In het bijzonder kunnen nanomaterialen een groot oppervlak bieden waar de reactie kan plaatsvinden, wat de efficiëntie van de brandstofcel kan verhogen.

De onderzoekers in deze studie concentreerden zich op het optimaliseren van de synthese van nanomaterialen gemaakt van platina en kobalt, die vaak worden gebruikt als kathodematerialen in brandstofcellen. Ze gebruikten een techniek genaamd gepulseerde elektrodepositie om de nanomaterialen op een substraat af te zetten, en ze varieerden de depositieomstandigheden om de grootte, vorm en samenstelling van de nanomaterialen te controleren.

Door de depositieomstandigheden te optimaliseren, konden de onderzoekers nanomaterialen produceren met een groot oppervlak en een uniforme verdeling van platina en kobalt. Deze nanomaterialen vertoonden verbeterde prestaties als brandstofcelkathodes in vergelijking met conventionele materialen, wat het potentieel aantoont voor verbeterde brandstofcelefficiëntie en lagere kosten.

De studie biedt waardevolle inzichten in de synthese van nanomaterialen voor brandstofcelkathodes en opent nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van hoogwaardige brandstofcellen. Verder onderzoek is nodig om de productie van deze nanomaterialen op te schalen en te integreren in praktische brandstofcelsystemen.