Spenat gav bränsleceller med en bättre prestanda

2020-10-19 14:34  
Foto: Victor M. Vicente Selvas

Forskarnas katalysator baserad på spenat istället för platina gav effektivare bränsleceller. Så går de från färska blad till nanoskikt.

Det är inte första gången som spenaten gör ett vetenskapligt gästspel, exempelvis användes växten i en studie 2014 för att skapa elektroder till kondensatorer. Nu är det kemiavdelningen vid American University i Washington DC som har undersökt huruvida spenat kan höja prestandan hos bränsleceller.

Teamet har använt vanlig spenat från mataffären för att skapa en kolrik katalysator som kan användas i bränsleceller och metall-luft-batterier. Deras teknik är inte bara habil nog för att ersätta katalysatorer med platina, utan spenaten gör faktiskt bränslecellerna mer effektiva än vad som är fallet med den dyra ädelmetallen. Det rapporterar IEEE Spectrum.

Andra forskare har jagat en kolbaserad katalysator med utgångspunkt från biomassa, men resultaten har varit dåliga – det har visat sig vara svårt att preparera materialet giftfritt och till en rimlig kostnad.

Läs mer: Lista: Här växer framtidens datadrivna odlingar fram

Spenaten är rik på järn och kväve, två ämnen som är väsentliga för så kallade ORR:s (oxygen reduction reactions). American Universitys teknik ger en effektiv syrereduktion, vilket är en av två viktiga reaktioner i bränslecellen. En del kväve försvinner i beredningen så forskarna tillsätter därför en mindre mängd av ämnet.

För att preparera spenaten inleder man med färska blad som krossas till en juice. Den frystorkas och mals till ett pulver. I det blandas melamin som ska hjälpa kvävet på traven. Sedan tillsätts salter i form av natriumklorid och kaliumklorid, vars uppgift är att skapa porer som ökar den reaktiva ytan. Därefter tillverkas nanoskikt av spenat-melamin-salt-kompositen genom pyrolys. De torrdestilleras i flera omgångar vid 900°C.

”Bör vara väldigt försiktiga”

Nästa steg för teamet är en komplett prototyp. Forskarna konstaterar att tillverkningsprocessen för nanoskikten kan effektiviseras, och ju bättre porer man kan skapa – desto snabbare och effektivare blir reaktionen. De reserverar sig dock för att deras eget arbete bara bevisar en princip.

"Vi bör vara väldigt försiktiga när vi pratar om praktisk tillämpning, för något som fungerar utmärkt under laboratorieförhållanden kan visa sig bli en större utmaning när vi ska implementera det i en verklig enhet", säger Shouzhong Zou som ledde teamet vid American Universitys Department of Chemistry, till IEEE Spectrum.

Forskarnas arbete är publicerat i ACS Publications.

John Edgren

Mer om: Bränsleceller

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer