Skip to main content

Nieuwe Aergel Fuel Cell biedt 5 keer zoveel efficiëntie als conventionele brandstofcellen

Brandstofcellen zouden een van de schoonste energiebronnen kunnen zijn; ze zetten waterstof om in elektriciteit en hun enige afvalbijproduct is water. Een van de grootste dingen die de technologie tegenhoudt, is echter het probleem dat brandstofcellen dure zeldzame aardmetalen zoals platina vereisen. Nu ontwikkelt een team van internationale onderzoekers van het Paul Scherrer-instituut een nieuwe aerogel-gebaseerde brandstofcel die vijf keer efficiënter is dan conventionele brandstofcellen en die een minimum aan zeldzame aardmetalen gebruikt.

Doorgaans werkt een brandstofcel door zuurstof te combineren met waterstof in een chemisch verbindingsproces dat vrije elektronen genereert om het voertuig van stroom te voorzien, en laat het water als enige afvalmateriaal uit de uitlaat komen. Deze reactie gebeurt regelmatig in de natuur, maar het gaat extreem langzaam, dus een brandstofcel heeft een katalysator nodig om de chemische reactie te starten en het allemaal sneller te laten werken. In deze conventionele cellen is de katalysator gemaakt van een zeldzaam metaal zoals platina. Naast het feit dat het schaars en duur is, moet dit katalytische materiaal ook op koolstof met een groot oppervlak worden gebouwd, wat bijtend is en de levensduur van de brandstofcel kan verkorten.

Een team van onderzoekers van PSI en de universiteit van Dresden overwon deze obstakels door de koolstof te vervangen door een driedimensionaal aerogelblok. In combinatie met een platina-palladiumlegering ontdekten de wetenschappers dat het nieuwe materiaal de efficiëntie van een gewone brandstofcel met vijf keer verhoogde. Dit opent de mogelijkheid om een ​​nieuwe brandstofcel te maken met slechts een vijfde van het benodigde platina - waardoor de kosten en de milieu-impact van de brandstofcel worden verminderd.

De wetenschappers theoretiseren dat het aerogel materiaal zo goed werkt vanwege zijn eigen inherente kwaliteiten als een nanogestructureerd schuim. Tot dusverre heeft het aërogelmateriaal zichzelf bewezen en zelfs langetermijntests doorstaan ​​in het laboratorium, waarbij de omstandigheden van een bedieningsvoertuig werden gesimuleerd. De wetenschappers willen ondertussen nader onderzoek doen naar hun aerogelblok, in het bijzonder om de stabiliteit te onderzoeken die zou kunnen komen met een bimetaal materiaal, in een drie jaar durende studie die ze momenteel aan het opstellen zijn en voorstellen voor financiering nu.