Karbonigita melamina ŝaŭmo, prezentita de teamo gvidata de Jaephil Cho ĉe la Ulsan Nacia Instituto de Scienco kaj Teknologio (Koreio), nova tre efika elektrokatalizilo por redukto de oksigeno en fuelpiloj kaj baterioj, disponigas solvon kiu eblas redukti la kostojn sed disponigas tre efikajn metal-aerajn bateriojn kaj fuelpilojn.
Teamo de koreaj kaj usonaj sciencistoj nun enkondukis novan materialon por elektrodoj bazitan sur pagebla melamina ŝaŭmo kaj karbonnigro. La alta poreco signife faciligas rapidan amastransporton kaj alta nombro da katalize aktivaj centroj draste pliigas la oksigen-reduktan aktivecon de katodoj por fuelpiloj kaj metal-aeraj baterioj.
La reago kiu okazas ĉe la katodoj de fuelpiloj kaj metal-aeraj baterioj estas la elektrokemia redukto de oksigeno, nome la oksigenredukta reago (ORR). Ĉi tiu reago estas konsiderinde malhelpita pro sia malrapida rapideco, kaj la efikeco de la ĉeloj estas pli malalta ol ĝi povus esti.
La kataliza katodo devas certigi ke oksigeno reagas kun akvo, prenante elektronojn por formi OH-jonojn en alkala solvaĵo. La problemo estas ke en kompleksa sistemo implikanta solidajn, likvajn, kaj gasajn reakciaĵojn, transportprocezoj ofte estas tro malrapidaj kaj malhelpas la procezon, precipe dum malŝarĝado kun pli altaj kurentdensecoj.
Katodoj faritaj el pora karbonsubteno (karbonnigro) sur kiu katalize aktiva metalo kiel plateno estas fajne disvastigita povas tre efike minimumigi tiun kinetan inhibicion. Tamen, ili estas multekostaj kaj ne tre stabilaj, tiel igante ilin nepraktikaj por ĝeneraligita apliko.
Teamo gvidata de Jaephil Cho ĉe la Ulsan Nacia Instituto pri Scienco kaj Teknologio (Koreio) kaj Meilin Liu ĉe la Kartvelia Instituto pri Teknologio (Usono) celis tiel evoluigi pli ekonomian alternativon.
Ili estis inspiritaj per la kvarpiedstrukturo ( greke tetra: kvar, podes: piedoj) de ĝetoj por sintezi novan tre efikan elektrokatalizilon. Kvarpieduloj, kies kvar "piedoj" estas direktitaj al la anguloj de imaga kvaredro, estas konstruitaj ĉe la marbordo same kiel proksime de digoj kaj pilastroj por redukti la forton de ondoj frakasantaj kontraŭ la marbordo. Tiuj strukturoj ankaŭ disponigas rifuĝon por maraj vivoformoj en siaj multaj grandaj kavaĵoj. Kiam melaminŝaŭmo estas pirolizata kaj muelita per pistujo kaj pistujo, ĝi formas mikroskopajn fragmentojn similajn al kvarpieduloj.
La sciencistoj traktis melaminŝaŭmon kun fera klorido kaj nitrogen-dopita ketjenblack (kondukantaj buletoj de karbonigro). Ili karbonis ĉi tiun produkton kaj ĉerpis ĝin per sulfata acido. La rezultaj nanotetrapodoj ŝtopitaj kun nanopartikloj de karbonigro havas tre altan specifan surfacareon, grandan nombron da katalize aktivaj centroj (Fe/Fe).3C, kaj CN-grupoj), kaj multaj poroj kiuj enkalkulas rapidan amastransporton. Katodoj faritaj el ĉi tiu nova elektroda materialo estas tre daŭraj kaj bonega agado, kompareblaj al tiuj de metal-bazitaj katodoj - je multe pli malalta prezo. Tiuj povas reprezenti tre esperigan deirpunkton por nova generacio de nekostaj kaj tre efikaj metal-aeraj baterioj kaj fuelpiloj.
SINOYQX subtenas kelkajn instituciojn kaj universitatojn en Ĉinio por karbigi melaminan ŝaŭmon por redukti oksigenon en fuelpiloj kaj baterioj.
Kelkaj cititaj el http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html