Gekarboniseerde melamienskuim, bekendgestel deur 'n span gelei deur Jaephil Cho by die Ulsan Nasionale Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (Korea), 'n nuwe hoogs doeltreffende elektrokatalisator vir die vermindering van suurstof in brandstofselle en batterye, bied 'n oplossing wat moontlik is om die koste te verminder, maar bied hoogs doeltreffende metaal-lugbatterye en brandstofselle.
'n Span Koreaanse en Amerikaanse wetenskaplikes het nou 'n nuwe materiaal vir elektrodes bekendgestel, gebaseer op bekostigbare melamienskuim en koolstofswart. Die hoë porositeit vergemaklik vinnige massavervoer aansienlik en 'n hoë aantal katalities aktiewe sentrums verhoog die suurstofverminderende aktiwiteit van katodes vir brandstofselle en metaal-lugbatterye drasties.
Die reaksie wat by die katodes van brandstofselle en metaal-lugbatterye plaasvind, is die elektrochemiese reduksie van suurstof, naamlik die suurstofreduksiereaksie (ORR). Hierdie reaksie word aansienlik geïnhibeer as gevolg van sy trae tempo, en die doeltreffendheid van die selle is laer as wat dit kan wees.
Die katalitiese katode moet verseker dat suurstof met water reageer en elektrone opneem om OH-ione in alkaliese oplossing te vorm. Die probleem is dat in 'n komplekse stelsel wat vaste, vloeibare en gasvormige reaktante behels, vervoerprosesse dikwels te stadig is en die proses inhibeer, veral wanneer dit met hoër stroomdigthede ontlaai.
Katodes gemaak van 'n poreuse koolstofondersteuning (koolstofswart) waarop 'n katalities aktiewe metaal soos platinum fyn versprei is, kan hierdie kinetiese inhibisie baie effektief verminder. Hulle is egter duur en nie baie stabiel nie, wat hulle dus onprakties maak vir wydverspreide toepassing.
’n Span gelei deur Jaephil Cho by die Ulsan Nasionale Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (Korea) en Meilin Liu by die Georgia Institute of Technology (VSA) het dus ten doel gehad om ’n meer ekonomiese alternatief te ontwikkel.
Hulle is geïnspireer deur die tetrapod-struktuur (Grieks tetra: vier, podes: voete) van breekwaters om 'n nuwe hoogs doeltreffende elektrokatalisator te sintetiseer. Vierpotiges, wie se vier "voete" na die hoeke van 'n denkbeeldige tetraëder wys, word aan die kus sowel as naby damme en piere gebou om die krag van golwe wat teen die kus neerstort, te verminder. Hierdie strukture bied ook 'n heiligdom vir mariene lewensvorme in hul baie groot holtes. Wanneer melamienskuim gepyroliseer en met 'n vysel en stamper gemaal word, vorm dit mikroskopiese fragmente wat soos viervoetiges lyk.
Die wetenskaplikes het melamienskuim behandel met ysterchloried en stikstof-gedoteerde ketjenblack (geleidende koolstofswartkorrels). Hulle het hierdie produk verkool en dit met swaelsuur onttrek. Die resulterende nanotetrapods wat met nanopartikels van koolstofswart besaai is, het 'n baie hoë spesifieke oppervlakarea, 'n groot aantal katalities aktiewe sentrums (Fe/Fe)3C- en CN-groepe), en baie porieë wat vinnige massavervoer moontlik maak. Katodes gemaak van hierdie nuwe elektrodemateriaal is hoogs duursaam en uitstekende werkverrigting, vergelykbaar met dié van metaalgebaseerde katodes – teen 'n baie laer prys. Dit verteenwoordig dalk 'n hoogs belowende beginpunt vir 'n nuwe generasie goedkoop en hoogs doeltreffende metaal-lugbatterye en brandstofselle.
SINOYQX ondersteun sommige instellings en universiteite in China vir die karbonisering van melamienskuim vir die vermindering van suurstof in brandstofselle en batterye.
Sommige aangehaal vanaf http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html