Ogniwa paliwowe to urządzenia do konwersji energii elektrochemicznej.
Konwertują energię wiązania chemicznego w energię elektryczną, uzyskując
wodę jako produkt uboczny, nie zaś dwutlenek węgla, dlatego mogą
odegrać ważną rolę w redukcji emisji i łagodzeniu zmiany klimatu. Jednak
do rozpowszechnienia ich na rynku niezbędna jest dalsze obniżenie
kosztów i/lub zwiększenie wydajności. Aby sprostać największym
przeszkodom w zakresie redukcji kosztów, UE wspiera realizację projektu
NANO-CAT (Development of advanced catalysts for PEMFC automotive applications).
PEMFC składa się z dwóch elektrod platynowych (Pt), anody i katody, gdzie zachodzą reakcje chemiczne wspomagane katalizatorem. Katalizatory przyspieszają reakcje i są osadzone na substratach stałych (nośnikach katalizatora), zwykle na bazie węgla. Badania wskazują, że koszt katalizatora wynosi 25% kosztu stosu ogniw paliwowych.
Pt należy do rzadkich, drogich metali. Jego koszt w zespole elektrod membranowych (MEA) można zredukować albo przez zwiększenie gęstości mocy dla danej zawartości Pt, albo redukcję zawartości Pt dla danej gęstości mocy. Przy mniejszej ilości Pt, wyższej aktywności lub dłuższym okresie użytkowania, zespół stworzy tanią alternatywę konwencjonalnych katalizatorów Pt, na jakie jest zapotrzebowanie.
Zespół projektu NANO-CAT opracowuje nowatorskie katalizatory z zawartością nanostrukturalnego Pt lub nawet bez Pt (bioinspirowane), by zminimalizować wykorzystanie Pt, przy jednoczesnej poprawie aktywności katalizatora. Opracowanie innowacyjnych odpornych na rozkład nośników wykonanych ze sfunkcjonalizowanych nanorurek węglowych lub tlenku metalu przewodzącego w dalszym stopniu obniży zawartość Pt niezbędną do zrównoważenia kwestii rozkładu.
W pierwszym okresie sprawozdawczym zespół osadził komercyjnie dostępne katalizatory na bazie Pt i stopu Pt na innowacyjnych solidnych nośnikach stworzonych w ramach projektu. Zostaną one zintegrowane z MEA, ogniwami i stosami, aby przejść testy przyspieszonego starzenia. Ponadto naukowcy zademonstrowali już zwiększoną wydajność nowatorskiego katalizatora bez zawartości Pt, zarówno dla reakcji anodowych, jak i katodowych.
Zaawansowane katalizatory do PEMFC opracowane w projekcie NANO-CAT1 pozwolą przezwyciężyć ostatnią poważną barierę stojącą na drodze ku upowszechnieniu PEMFC w sektorze transportowym. Ukierunkowane na redukcję kosztów i/lub zwiększenie gęstości energii MEA, katalizatory zachęcą do stosowania ogniw paliwowych, przynosząc duże korzyści producentom, środowisku i gospodarce UE.
poleca:
