Grafeenin avulla polttokennoille 200 000 tunnin käyttöikä

12.04.2025

UCLA-polttokennoille-200-000-tunnin-kayttoika-300-t.jpgAkkukäyttöiset henkilöautot ovat jo osoittaneet käyttökelpoisuutensa. Akkujen yhä jatkuvat kehitys vie alaa eteenpäin mutta raskaiden ajoneuvojen erilaiset tarpeet ja käyttöolosuhteet ovat akuille ylittämättömiä haasteita.

Niille onkin ajateltu käyttövoimaksi polttokennoja mutta niiden ongelmana ovat erityisesti kustannukset, käyttöikä ja tehokkuus.

Professori Yu Huangin johtama Kalifornian yliopiston (UCLA) tutkimusryhmä on äskettäin suunnitellut uuden platina (Pt) -pohjaisen nanokatalyytin, materiaalin, joka nopeuttaa kemiallisia reaktioita ja voi auttaa parantamaan polttokennojen tehokkuutta ja kestävyyttä.

Platina ja muut metalliseosmetallit, joita tyypillisesti käytetään PEMFC:iden katalyyttien valmistukseen, pyrkivät vähitellen liukenemaan ja osa niiden atomeista saostuu uudelleen muille hiukkasille, jolloin ne kasvavat. Tämä prosessi pienentää katalyytin pinta-alaa, joka voi nopeuttaa polttokennojen reaktioita, mikä lopulta aiheuttaa niiden suorituskyvyn heikkenemisen ajan myötä.

"Tutkimuksemme syntyi kiireellisestä tarpeesta poistaa hiilidioksidipäästöt raskaista ajoneuvoista, kuten kaukoliikenteen kuorma-autot, jotka vaativat laajempaa toimintasädettä ja kestävyyttä", toteaa Huang, Phys.org-uutissivustolle antamassaan lausunnossa.

Teknisesti uudessa ratkaisussa on kyse grafeenisella nanotaskulla suojattu, huokosiin rajattu ja sähkökemiallisesti saavutettava Pt-nanokatalyytti, joka on tuettu Ketjenblack-hiilellä.

Sen suunnittelun lähtökohtana on ollut raskaiden ajoneuvojen käyttösovellukset. Sille on saavutettu merkittävä aktiivisuus ja kestävyys kaikissa käyttöolosuhteissa ja ne lupaavat ennennäkemättömän pitkän, yli 200 000 tunnin polttokennon käyttöiän ja korkean 71,9 %:n huippuhyötysuhteen. Nämä seikat tekevät siitä erittäin houkuttelevan kehittyville raskaiden käyttöjen polttokennoille.

Aiheesta aiemmin:

Vetyä tankaten

Tehokas fotoreaktori ja kestävä polttokennoarkkitehtuuri

Jalometalleista vapaa polttokenno

23.05.2025Nanoteknistä lämpösähköä kiinteän olomuodon jäähdytyksen
22.05.2025Maailman ohuin puolijohdeliitos kvanttimateriaalin sisällä
22.05.2025Perovskiittisten aurinkokennojen tehokkuuden parantaminen
21.05.2025Kohti petahertsistä fototransistoria
21.05.2025Savesta ympäristöystävällisiä kvanttiteknologioita
21.05.2025Alumiinikompleksit kiinteän olomuodon valonsäteilijöiksi
20.05.2025Uusi idea lämpötilansäädössä: Adaptiivinen optoelektroniikka
20.05.2025Epäorgaaniset sähköoptiset materiaalit
20.05.2025Suprajohtavat diodit ovat tulevaisuus
19.05.2025Piensatelliittien tiedonsiirto tehokkaammaksi

Siirry arkistoon »