Nanoleghe di platino (grigio) e ittrio (blu) vengono create mediante sputtering in una camera a vuoto. Questo viene fatto dirigendo il plasma (viola) su un pezzo di platino con piccoli pezzi di ittrio attaccati. I film di lega sottili nanometri trasformano efficacemente l'ossigeno (rosso) e i protoni (bianco) in acqua. È questa reazione che fa sì che la cella a combustibile generi elettricità. Attestazione:Niklas Lindahl
Un nuovo tipo di nanocatalizzatore può portare alla tanto attesa svolta commerciale per le auto a celle a combustibile. I risultati della ricerca della Chalmers University of Technology e della Technical University of Denmark mostrano che è possibile ridurre significativamente la necessità di platino, un metallo prezioso e raro, creando una nanolega utilizzando una nuova tecnica di produzione. La tecnologia è adatta anche per la produzione di massa.
Anche se esistono auto a celle a combustibile da circa cinquant'anni, i progressi non hanno portato a una svolta commerciale. I catalizzatori delle odierne celle a combustibile richiedono grandi quantità di platino, che è uno dei metalli più costosi al mondo.
"È necessaria una nano soluzione per produrre in serie catalizzatori efficienti sotto il profilo delle risorse per le celle a combustibile. Con il nostro metodo, solo un decimo di platino è necessario per le reazioni più impegnative. Questo può ridurre la quantità di platino necessaria per una cella a combustibile di circa il 70%, "dice Björn Wickman, ricercatore presso il Dipartimento di Fisica della Chalmers University of Technology.
Se questo livello di efficienza è possibile ottenere in una cella a combustibile, la quantità di platino necessaria sarebbe paragonabile a quella utilizzata in un normale convertitore catalitico per auto.
"Auspicabilmente, ciò consentirà alle celle a combustibile di sostituire i combustibili fossili e di essere anche un complemento alle auto alimentate a batteria, " dice Björn Wickman.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che è possibile mescolare il platino con altri metalli, come l'ittrio, per ridurre la quantità di platino in una cella a combustibile. Comunque, nessuno è ancora riuscito a creare leghe con questi metalli in forma di nanoparticelle in modo da poter essere utilizzate per la produzione su larga scala. Il problema principale è che l'ittrio si ossida invece di formare una lega con il platino.
Il platino puro con sottili lamine fisse di ittrio è stato utilizzato per creare le nuove nanoleghe che sono dieci volte più efficaci del platino puro nelle celle a combustibile. Credito:Mia Halleröd Palmgren
Questo problema è stato ora risolto dai ricercatori di Chalmers combinando i metalli in una camera a vuoto usando una tecnica chiamata sputtering. Il risultato è un film sottile nanometro della nuova lega che consente la produzione di massa di catalizzatori per celle a combustibile a base di platino e ittrio.
Per utilizzare il nuovo materiale, le celle a combustibile di oggi devono cambiare leggermente, ma farlo crea opportunità incredibili.
"Quando potremo utilizzare meglio le nostre risorse, risparmiamo sia l'ambiente che i costi inferiori. Le celle a combustibile convertono l'energia chimica in energia elettrica utilizzando idrogeno e ossigeno, con l'acqua come unico prodotto. Hanno un enorme potenziale per soluzioni energetiche sostenibili nei trasporti, elettronica ed energia portatili, "dice Niklas Lindahl, ricercatore presso il Dipartimento di Fisica di Chalmers.
