Lepszy od drogiej konkurencji. W Polsce powstał wyjątkowy katalizator

Mikroskop i symulacja komputerowa aglomeracji
Mikroskop i symulacja komputerowa aglomeracji
Źródło zdjęć: © Adobe Stock, IFJ PAN
Norbert Garbarek

20.11.2023 19:21, aktual.: 20.11.2023 20:26

Zalogowani mogą więcej

Możesz zapisać ten artykuł na później. Znajdziesz go potem na swoim koncie użytkownika

Polscy naukowcy prowadzący badania w Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie (IFJ PAN) zaprojektowali tani i wydajny katalizator etanolu z nanocząsteczek stapianych laserem. To rozwiązanie wielokrotnie tańsze od konkurencyjnego katalizatora opartego o platynę.

Naukowcy wyjaśniają, że energia elektryczna w ogniwach paliwowych, które są zasilane przy pomocy etanolu, powstaje na skutek reakcji związanych z utlenianiem alkoholu w warstwie katalizatora – czytamy na stronie IFJ PAN. Niestety jednak na obecnym etapie rozwoju nauki, obecnie wykorzystywane katalizatory nie gwarantują szybkiego utleniania etanolu do wody i dwutlenku węgla.

Wydajność procesów związanych z utlenianiem nie jest jedynym problemem. Ogniwa paliwowe nie są w stanie osiągać doskonałej efektywności, a jednocześnie na skutek zachodzących reakcji na katalizatorze osadzają się produkty uboczne reakcji, które wpływają na ograniczenie właściwości katalizatora.

Dalsza część artykułu pod materiałem wideo

Właśnie dlatego naukowcy z polskiego IFJ PAN pochylili się nad problemem katalizatorów, ich wydajności i stosunku ogólnej jakości do ceny. Tak udało się zaprojektować katalizator katalizujący etanol z wydajnością zbliżoną do platyny – jednak w oparciu o pierwiastek wielokrotnie tańszy.

– Niebagatelną przeszkodą na drodze do sukcesu komercyjnego ogniw etanolowych jest ich cena. Znaleziony przez nas katalizator może mieć istotny wpływ na jej redukcję, a w konsekwencji dostępność nowych ogniw na rynku konsumenckim. Jego głównym składnikiem nie jest platyna, lecz niemal 250 razy od niej tańsza miedź – mówi jeden z autorów projektu dr Mohammad Shakeri w czasopiśmie "Advanced Functional Materials".

Współautorka badania dr hab. Żaneta Świątkowska-Warkocka wyjaśnia, że w zależności od tego, jakie temperatury osiągają aglomeraty, w materiale zachodzą nie tylko zmiany strukturalne, ale też szereg reakcji chemicznych. Zadaniem uczonych było więc poznanie wszelkich zjawisk, które mają miejsce w zawiesinach, gdzie impulsy laserowe były absorbowane przez nanocząstki miedzi.

Następujące po sobie fazy aglomeracji nanocząstek miedzi i jej tlenków (pierwsze 200 pikosekund laserowego stapiania). Zdjęcia u góry pochodzą z mikroskopu, dolne są symulacją komputerową
Następujące po sobie fazy aglomeracji nanocząstek miedzi i jej tlenków (pierwsze 200 pikosekund laserowego stapiania). Zdjęcia u góry pochodzą z mikroskopu, dolne są symulacją komputerową© IFJ PAN

Projekt naukowców miał na celu opracowanie katalizatora, który pozwoli tanio i wydajnie produkować etanol. Ten natomiast jest wykorzystywany w przemyśle jako paliwo. Katalizator oparty o miedź ma z kolei być nie tylko wydajny, ale jednocześnie o wiele tańszy w porównaniu do wykorzystywanej do reakcji katalizacji platyny. Cel projektu został spełniony, bowiem powstały w trakcie prac katalizator utrzymywał swoje właściwości przez cały czas, kiedy prowadzono eksperymenty, ale też utrzymywał wydajność po kilkunastu godzinach pracy.

Norbert Garbarek, dziennikarz Wirtualnej Polski

Oceń jakość naszego artykułuTwoja opinia pozwala nam tworzyć lepsze treści.
Wybrane dla Ciebie
Komentarze (0)