Alkoholowe ogniwa paliwowe na horyzoncie
Działanie ogniw paliwowych polega na przemianie energii chemicznej paliwa o dużej zawartości wodoru (lub wręcz czystego wodoru) w energię elektryczną. Do najbardziej obiecujących rozwiązań tego typu należą ogniwa paliwowe z membraną do wymiany protonów (PEMFC). W ogniwie typu PEMFC wodór w postaci gazowej ulega utlenieniu na anodzie, generując protony i elektrony. Protony przenikają przez membranę elektrolityczną, natomiast elektrony są kierowane do zewnętrznego obwodu generującego prąd elektryczny. Pomimo dużego potencjału generowania czystej energii odnawialnej stosowanie ogniw PEMFC wiąże się z trudnościami, jakie stwarza przechowywanie i transportowanie wodoru. Zastosowanie ogniw paliwowych zasilanych bezpośrednio alkoholem (etanolem lub metanolem) mogłoby rozwiązać problemy, jakie stwarza używanie wodoru. Od dwudziestu lat trwają badania nad ich użyciem w pojazdach, jednak barierą dla upowszechnienia komercyjnego była dotychczas niska wydajność w połączeniu z wysokim kosztem katalizatorów platynowych. Zespół finansowanego ze środków UE projektu XAS-DAFC zajął się badaniem nowatorskich katalizatorów rdzeniowych o nanostrukturze, które mogą przynieść większą wydajność mniejszym kosztem. Zamiast nanocząstek litej platyny zastosowano w nich strukturę rdzeniową, w której powłoka platynowa otacza rdzeń wykonany z innego metalu. Pozwala to zmniejszyć masę używanej platyny, a jednocześnie zwiększyć wydajność dzięki odpowiedniej funkcjonalizacji. Zespół projektu XAS-DAFC zajął się charakteryzowaniem właściwości strukturalnych i funkcjonalnych oraz stabilności takich materiałów. Badacze przygotowali różnorodne katalizatory na bazie platyny i posługując się różnymi technikami fizykochemicznymi badali ich struktury oraz wpływ drugiego metalu na właściwości platyny. Naukowcy analizowali też aktywność utleniania alkoholu i stabilność tego procesu w określonych warunkach elektrochemicznych. Najważniejszym wynikiem projektu jest potwierdzenie, że katalizatory zachowują stabilność w realistycznych warunkach elektrochemicznych, a obecność alkoholu nie wpływa na ich strukturę. Przeprowadzony w ramach projektu XAS-DAFC szczegółowy protokół testów i charakteryzacji pozwolił uzyskać obszerną bazę danych informacji na temat zachowań obiecujących katalizatorów platynowych w kontekście utleniania alkoholi w ogniwach paliwowych zasilanych bezpośrednio alkoholem. Opracowane katalizatory będą mieć duże znaczenie dla przyszłych konstrukcji ogniw paliwowych zasilanych bezpośrednio alkoholem i mogą przyczynić się do szybszego upowszechnienia ekologicznych alternatyw dla spalania paliw kopalnych.
