Il gruppo elettrodi a membrana è la parte centrale delle celle a combustibile con membrana a scambio protonico (PEMFC). Però, l'elevato consumo di platino e la scarsa durata delle nanoparticelle di platino supportate dal carbonio (Pt/C) nel catodo convenzionale impediscono la commercializzazione su larga scala di veicoli a celle a combustibile.

Recentemente, un gruppo guidato dal Prof. Shao Zhigang e Hou Ming del Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) dell'Accademia Cinese delle Scienze (CAS), in collaborazione con il Prof. Wu Gang della State University di New York a Buffalo, ha progettato un elettrodo nanotrough biomimetico altamente durevole per PEMFC. L'elettrodo è uno strato catalitico simile a un nanotrough (NTCL) con un basso carico di Pt e una maggiore durata.

Questo studio è stato pubblicato in Catalisi applicata B:ambientale il 1 luglio.

I ricercatori hanno adottato un semplice metodo assistito da modelli per costruire lo strato di catalizzatore nanotrough mediante elettrofilatura e polverizzazione di magnetron.

Hanno osservato l'acqua formata in situ sull'elettrodo nanotrough Pt e sull'elettrodo Pt/C convenzionale mediante la microscopia elettronica a scansione ambientale (ESEM), che ha verificato un analogo meccanismo di idrorepellenza dell'elettrodo nanotrough di Pt con le graminacee.

Lo strato di catalizzatore nanotrough al Pt ha realizzato un'efficace gestione dell'acqua grazie all'architettura biomimetica e alla superficie anisotropica.

"Abbiamo raggiunto una densità di potenza di picco di 22,26 W mgPt ^-1 con una carica di platino di 42 μg cm ^-2 nel catodo, che era 1,27 volte superiore all'elettrodo Pt/C convenzionale, " ha detto il Prof. HOU.

Per di più, hanno raggiunto una durabilità ultraelevata nei test di stress accelerati. "Ciò può essere attribuito a un meccanismo di autoguarigione che implica la dissoluzione e la rideposizione di Pt, " ha detto il Prof. SHAO.