I catalizzatori fatti di nanotubi di carbonio immersi in una soluzione polimerica equivalgono alla produzione di energia e altrimenti superano i catalizzatori al platino nelle celle a combustibile, ha scoperto un team di ingegneri della Case Western Reserve University.

I ricercatori sono certi che saranno in grado di aumentare la potenza e mantenere gli altri vantaggi abbinando il miglior layout di nanotubi e il tipo di polimero.

Ma hanno già dimostrato che la semplice tecnica può abbattere uno dei principali ostacoli all'uso delle celle a combustibile:il costo.

Platino, che rappresenta almeno un quarto del costo delle celle a combustibile, attualmente vende per circa $ 65, 000 per chilogrammo. Questi ricercatori affermano che i loro nanotubi di carbone attivo costano circa $ 100 per chilogrammo.

Il loro lavoro è pubblicato nell'edizione online di Giornale della Società Chimica Americana su http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/ja1112904.

"Questa è una svolta, " ha detto Liming Dai, un professore di ingegneria chimica e il leader del gruppo di ricerca.

Dai e i soci di ricerca Shuangyin Wang e Dingshan Yu hanno scoperto che semplicemente immergendo i nanotubi di carbonio in una soluzione acquosa del polimero cloruro di polidiallildimetilammonio per un paio d'ore, il polimero riveste la superficie del nanotubo e estrae parzialmente un elettrone dal carbonio, creando una carica netta positiva.

Hanno posizionato i nanotubi sul catodo di una cella a combustibile alcalina. Là, il materiale caricato funge da catalizzatore per la reazione di riduzione dell'ossigeno che produce elettricità combinando elettrochimicamente idrogeno e ossigeno.

Nella prova, la cella a combustibile ha prodotto la stessa potenza di una cella identica utilizzando un catalizzatore al platino.

Ma i nanotubi attivati ​​durano più a lungo e sono più stabili, hanno detto i ricercatori. A differenza del platino, il catalizzatore a base di carbonio:non perde attività catalitica e, perciò, efficienza, col tempo; non è inquinato da monossido di carbonio; ed è esente dall'effetto crossover con il metanolo. metanolo, un combustibile liquido più facile da immagazzinare e trasportare rispetto all'idrogeno, riduce l'attività di un catalizzatore al platino quando il carburante passa dall'anodo al catodo in una cella a combustibile.

Il nuovo processo si basa sul lavoro precedente del laboratorio Dai utilizzando nanotubi di carbonio drogati con azoto come catalizzatore. In quel processo, azoto, che era legato chimicamente al carbonio, ha estratto parzialmente l'elettrone dal carbonio per creare una carica. I test hanno mostrato che i tubi drogati hanno triplicato la produzione di energia del platino.

Dai ha affermato che il nuovo processo è molto più semplice ed economico rispetto all'utilizzo di nanotubi di carbonio drogati con azoto ed è fiducioso che il suo laboratorio aumenterà anche la produzione di energia. "Non abbiamo ancora ottimizzato il sistema."