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Il Nuovo Materiale del Graphene-Cobalto Tiene il Potenziale Di Sostituire il Platino in Pile A Combustibile

Published on October 18, 2012 at 8:54 AM

c'è un nuovo concorrente nella corsa per trovare un'alternativa economica ai catalizzatori del platino per uso in pile a combustibile dell'idrogeno.

Le Nanoparticelle di cobalto si fissano ad un substrato del graphene in un a un solo strato. Come catalizzatore, la combinazione del cobalto-graphene era poco un più lento ottenendo la reazione di riduzione dell'ossigeno che va, ma ha diminuito l'ossigeno più velocemente ed ha durato più lungamente ai i catalizzatori basati a platino. (credito: Laboratorio/Brown University di Sun)

Il Sun di Shouheng del chimico di Brown University ed i suoi studenti hanno sviluppato un nuovo materiale - una lamiera sottile del graphene coperta dalle nanoparticelle dell'ossido di cobalto e del cobalto - che possono catalizzare la reazione di riduzione dell'ossigeno quasi come pure il platino fa ed è sostanzialmente più durevole.

Il nuovo materiale “ha la migliore prestazione di riduzione di tutto il catalizzatore di nonplatinum,„ ha detto Shaojun Guo, ricercatore postdottorale nel laboratorio di Sun e autore principale di un documento pubblicato online nell'Edizione dell'Internazionale di Angewandte Chemie del giornale.

La reazione di riduzione dell'ossigeno si presenta dal lato del catodo di una pila a combustibile dell'idrogeno. L'Ossigeno funziona come lavandino dell'elettrone, spogliante gli elettroni dal combustibile dell'idrogeno all'anodo e creante la tirata elettrica che tiene la corrente passare le unità elettriche alimentate dalla cella. “La reazione richiede un catalizzatore ed il platino è corrente quello migliore,„ ha detto il Sun. “Ma è molto costoso ed ha un'offerta molto limitata e ecco perché non vedete molto uso della pila a combustibile oltre ad alcuni scopi speciali.„

Finora gli scienziati hanno non potuti sviluppare un'alternativa fattibile. Alcuni ricercatori, compreso il Sun e Guo, hanno sviluppato i nuovi catalizzatori che diminuiscono la quantità di platino richiesta, ma un efficace catalizzatore che usa nessun platino affatto rimane evasivo.

Questo nuovo materiale del graphene-cobalto è il candidato di promessa ancora, i ricercatori dicono. È il primo catalizzatore non fatto da un metallo prezioso che viene vicino ai beni del platino di corrispondenza.

Le prove di laboratorio eseguite dal Sun ed il suo gruppo hanno indicato che il nuovo materiale del graphene-cobalto era un po più lento del platino nell'ottenere la reazione di riduzione dell'ossigeno iniziata, ma una volta che la reazione stesse andando, il nuovo materiale realmente ha diminuito l'ossigeno ad un passo più veloce che il platino. Il nuovo catalizzatore anche rivelato essere più stabile, degradandosi molto più lentamente del platino col passare del tempo. Dopo circa 17 ore della prova, il catalizzatore del graphene-cobalto stava eseguendo a circa 70 per cento della sua capacità iniziale. Il catalizzatore che del platino il gruppo esaminato ha eseguito a meno di 60 per cento dopo lo stesso lasso di tempo.

Il Cobalto è un metallo abbondante, disponibile facilmente ad una frazione di che platino costa. Graphene è una lamiera sottile un-atomo-spessa degli atomi di carbonio sistemati in una struttura di favo. Sviluppato durante gli ultimi anni, il graphene è rinomato per la sui concentrazione, beni elettrici e potenziale catalitico.

trattamento dell'Auto-Assembly

Spesso, i materiali di nanoparticella del graphene sono fatti dalle nanoparticelle crescenti direttamente sulla superficie del graphene. Ma quel trattamento è problematico per la fabbricazione del catalizzatore, il Sun ha detto. “È realmente difficile da gestire la dimensione, forma e composizione delle nanoparticelle,„ ha detto.

Esponga Al Sole ed il suo gruppo ha usato un metodo dell'auto-assembly che ha dato loro più controllo sopra i beni del materiale. In Primo Luogo, hanno disperso le nanoparticelle del cobalto e il graphene nelle soluzioni separate. Le due soluzioni poi si sono combinate e martellato state con le onde sonore per assicurarsele completamente miste. Quello ha indotto le nanoparticelle a fissare anche al graphene in un a un solo strato, che massimizza il potenziale di ogni particella di partecipare alla reazione. Il materiale poi è stato estratto della soluzione facendo uso di una centrifuga ed è stato asciugato. Una Volta esposti ad aria, i livelli esterni di cobalto atomico su ogni nanoparticella sono ossidati, formanti uno shell di ossido di cobalto che le guide proteggono la memoria del cobalto.

I ricercatori potrebbero gestire lo spessore dello shell dell'ossido di cobalto riscaldando il materiale Centigrado a 70 gradi per gli importi variabili di tempo. Il Riscaldamento più lungamente ha aumentato lo spessore dello shell. Questo modo, potrebbero regolare la struttura alla ricerca di una combinazione quella prestazione superiore di elasticità. In questo caso, hanno trovato che un 1 shell di nanometro di ossido di cobalto ha ottimizzato i beni catalitici.

Il Sun ed il suo gruppo sono ottimisti che con più studio il loro materiale potrebbe l'un giorno essere un sostituto appropriato per i catalizzatori del platino. “Ora, è comparabile a platino in un ambiente alcalino,„ il Sun ha detto, “ma non è pronto per usare ancora. Ancora dobbiamo effettuare più prove.„

Infine, il Sun dice, trovare un catalizzatore adatto di nonplatinum è il tasto ad entrare le pile a combustibile dalla fase del laboratorio e nella produzione come alimentazioni per le automobili ed altre unità.

Sorgente: http://www.brown.edu

Last Update: 18. October 2012 09:45

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