Credito:Pohang University of Science &Technology (POSTECH)
Quando una bicicletta si bagna sotto la pioggia, il telaio e la catena diventano corrosi o arrugginiti, che accorcia la vita della bici. L'olio deve essere applicato regolarmente per evitare che ciò accada. Le celle della batteria sono dispositivi che creano energia elettrica attraverso il movimento di elettroni innescando separatamente reazioni di ossidazione e riduzione. Ma si corrodono anche se esposti all'ossigeno. Queste celle possono anche essere ingrassate per prevenire la ruggine?
Un gruppo di ricerca guidato dal professor Yong-Tae Kim e dal dottorando Sang Moon Jung di Scienza e ingegneria dei materiali presso POSTECH ha utilizzato un catalizzatore (Pt/HxWO 3 ) che combina platino e bronzo a idrogeno tungsteno per risolvere la corrosione nelle celle a combustibile che si verifica quando le auto a idrogeno vengono spente. Il catalizzatore, recentemente introdotto in Catalisi della natura —un diario gemello di Natura -è stato dimostrato che promuove l'ossidazione dell'idrogeno e sopprime selettivamente le reazioni di riduzione dell'ossigeno (ORR).
Man mano che le auto ecologiche a idrogeno diventano più comuni, la corsa alla ricerca e allo sviluppo per migliorare le prestazioni delle celle a combustibile, il cuore delle auto a idrogeno, si sta facendo feroce in tutto il mondo. Le prestazioni delle celle a combustibile per autoveicoli sono molto basse a causa dei loro arresti intermittenti rispetto alle celle a combustibile che generano energia che non si fermano una volta avviate. Questo perché quando l'accensione è disattivata, l'ORR si verifica quando l'aria viene temporaneamente introdotta nell'anodo, e la corrosione dei componenti catodici accelera quando il potenziale del catodo aumenta istantaneamente.
Il team di ricerca si è concentrato sul fenomeno della transizione dell'isolante metallico (MIT), che può modificare selettivamente la conducibilità dei materiali a seconda dell'ambiente circostante, per risolvere il problema del degrado della durabilità nelle celle a combustibile per autoveicoli.
n particolare, il team di ricerca si è concentrato sull'ossido di tungsteno (WO 3 ) che è stato tradizionalmente utilizzato come materiale di scolorimento elettrico poiché modifica notevolmente la conduttività tramite l'inserimento e la riduzione dei protoni. Applicando il fenomeno MIT di WO 3 nel normale funzionamento provoca una reazione dell'elettrodo mantenendo l'H-WO 3 stato (conduttore) con l'inserimento di un protone. In contrasto, quando l'accensione è spenta, viene aspirata aria miscelata in cui aumenta la pressione dell'ossigeno e la trasforma in WO 3 (subconduttore) che arresta la reazione dell'elettrodo, risolvendo così il problema della corrosione catodica.
Il Pt/HxWO 3 I catalizzatori della reazione di ossidazione selettiva dell'idrogeno (HOR) impartiti dal fenomeno di transizione metallo-isolante hanno mostrato più del doppio della durata dei materiali catalizzatori commerciali Pt/C convenzionali in condizioni di arresto nella valutazione MEA delle celle a combustibile per autoveicoli.
Il professor Yong-Tae Kim che ha guidato la ricerca ha commentato:"Questa ricerca ha notevolmente migliorato la durata delle celle a combustibile per autoveicoli". Ha aggiunto, "Si prevede che la commercializzazione delle auto a idrogeno possa essere ulteriormente facilitata attraverso questi risultati".
