Lepszy od drogiej konkurencji. W Polsce powstał wyjątkowy katalizator

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.

Lepszy od drogiej konkurencji. W Polsce powstał wyjątkowy katalizatorMikroskop i symulacja komputerowa aglomeracji
Źródło zdjęć: © Adobe Stock, IFJ PAN
Norbert Garbarek
SKOMENTUJ

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.

Wybrane dla Ciebie

Powstał droid inspirowany "Gwiezdnymi wojnami". Potrafi się komunikować
Powstał droid inspirowany "Gwiezdnymi wojnami". Potrafi się komunikować
F-35 zagrożone. Pilot musiał ratować się unikami przed rakietą Huti
F-35 zagrożone. Pilot musiał ratować się unikami przed rakietą Huti
Banany zagrożone. Niektóre odmiany nie przetrwają przez zmiany klimatu
Banany zagrożone. Niektóre odmiany nie przetrwają przez zmiany klimatu
Manewry NATO Formidable Shield 2025. Testy systemu przeciwlotniczego NOMADS
Manewry NATO Formidable Shield 2025. Testy systemu przeciwlotniczego NOMADS
Latające cysterny mogą szybować 100 lat. Są kluczowe dla US Air Force
Latające cysterny mogą szybować 100 lat. Są kluczowe dla US Air Force
Ukraińskie Siły Specjalne zniszczyły rzadki system Uragan-1
Ukraińskie Siły Specjalne zniszczyły rzadki system Uragan-1
W 10 sekund wykryją zaburzenia psychiczne. Rewolucyjna metoda AI
W 10 sekund wykryją zaburzenia psychiczne. Rewolucyjna metoda AI
Zamówili niemal setkę F‑35. Chcieliby zrezygnować, ale już nie mogą
Zamówili niemal setkę F‑35. Chcieliby zrezygnować, ale już nie mogą
Co to jest? Każdy z nas "promienieje" tajemniczą aurą
Co to jest? Każdy z nas "promienieje" tajemniczą aurą
Ukraińcy muszą chować czołgi. "Większość czasu w stodołach"
Ukraińcy muszą chować czołgi. "Większość czasu w stodołach"
Pomoc z drugiego końca świata. Obiecane pojazdy już w Ukrainie
Pomoc z drugiego końca świata. Obiecane pojazdy już w Ukrainie
Pentagon inwestuje w AI. Czas wykrywania celów skrócony o 80 proc.
Pentagon inwestuje w AI. Czas wykrywania celów skrócony o 80 proc.