Des chercheurs veulent faire des piles à flamable bon marché une réalité

Representation d’un mince movie d’argent palladium déposé sur une électrode de carbone poreuse, qui, selon les chercheurs, pourrait rendre los angeles fabrication des piles à flamable à hydrogène plus facile et moins coûteuse. Crédit : Jose Zamora Zelin, John Douglin et Michaela Burke-Stevens

Alors que le monde évolue vers des resources d’énergie plus vertes, il doit également savoir remark stocker l’énergie pour les périodes où le soleil ne brille pas et où le vent ne souffle pas.

L’un de ses principaux concurrents, los angeles pile à flamable à hydrogène, vient de bénéficier d’un grand essor, grâce à los angeles recherche fondamentale menée par le laboratoire nationwide des accélérateurs SLAC du ministère de l’Énergie, l’université de Stanford et le Toyota Analysis Institute (TRI), qui a récemment été mise en pratique dans un dispositif à pile à flamable de Grâce à los angeles coopération entre l’Université de Stanford et l’Institut de technologie Technion-Israël.

Les résultats sont publiés dans los angeles revue L’énergie de los angeles nature.

“Les piles à flamable à hydrogène ont un très grand potentiel de stockage et de conversion d’énergie, en utilisant l’hydrogène comme carburant alternatif à l’essence par exemple”, a déclaré Michaela Burke-Stevens, scientifique associée au SLAC et au Centre commun SUNCAT pour los angeles science des interfaces et los angeles catalyse de l’Université de Stanford. . L’un des auteurs principaux de l’étude. “Mais faire fonctionner une pile à flamable reste assez coûteux.”

Le problème, a déclaré Burke-Stevens, est que les piles à flamable reposent généralement sur un catalyseur – rempli de métaux coûteux du groupe du platine (PGM) – qui favorise los angeles réaction chimique qui fait fonctionner le système. Cela a conduit Burke-Stevens et ses collègues à chercher des moyens de rendre le catalyseur moins cher, mais apporter un changement aussi fondamental dans los angeles chimie d’une pile à flamable présente un défi difficile : les scientifiques découvrent souvent que le catalyseur qui fonctionne dans leur petit laboratoire ne fonctionne pas. travail. Très bien lorsqu’une entreprise l’essaye dans une vraie pile à flamable.

Cette fois, les chercheurs ont équilibré les coûts en remplaçant partiellement les platinoïdes par une choice moins chère, l’argent ; Mais los angeles véritable clé consistait à simplifier los angeles recette chimique permettant d’acheminer le catalyseur vers les électrodes de los angeles cellule. Les scientifiques mélangent généralement le catalyseur dans un liquide, puis l’étalent sur une électrode à grille, mais ces recettes de catalyseurs ne fonctionnent pas toujours de los angeles même manière dans différents contextes de laboratoire utilisant différents outils, ce qui rend difficile los angeles traduction du travail en packages réelles. .

“Les procédés chimiques humides ne sont pas particulièrement flexibles par rapport aux stipulations de laboratoire”, a déclaré Tom Jaramillo, directeur de SUNCAT, qui a rendu los angeles collaboration imaginable.

Pour surmonter ce problème, l’équipe du SLAC a plutôt utilisé une chambre à vide pour un dépôt plus contrôlé du nouveau catalyseur sur les électrodes. “Cet tool à vide poussé est une approche” ce que vous voyez est ce que vous obtenez “”, a déclaré Jaramillo. “Tant que votre système est bien calibré, en principe, les gens peuvent facilement le reproduire.”

Pour s’assurer que d’autres puissent reproduire leur approche et l’appliquer directement aux piles à flamable à grande échelle, l’équipe a travaillé avec des professionals du Technion, qui ont montré que los angeles méthode fonctionne dans une pile à flamable pratique.

« Ce projet n’a pas été conçu pour tester des piles à flamable ici, nous avons donc ecu beaucoup de probability que l’étudiant diplômé du projet à Stanford, José Zamora Zeldin, ait établi une relation avec Dario Dekel et le doctorant John Douglin au Technion. Ils ont été mis en position pour tester de véritables piles à flamable, donc les assembler était une excellente combinaison de ressources », a déclaré Burke-Stevens.

Ensemble, les deux équipes ont découvert qu’en remplaçant l’argent bon marché par une partie des PGM utilisés dans les catalyseurs précédents, elles pourraient obtenir une pile à flamable tout aussi efficace à un prix bien inférieur – et maintenant qu’elles disposaient d’une méthode éprouvée pour développer des catalyseurs, elles pouvaient commencer tester des idées plus ambitieuses.

“Nous pouvons essayer de nous débarrasser complètement des PGM”, a déclaré Jaramillo.

Dickel, professeur de génie chimique et directeur du grand programme énergétique du Technion, était également enthousiasmé par le potentiel du partenariat. “Cela présente de grands avantages pour los angeles recherche sur les piles à flamable dans les universités ainsi que pour le développement pratique de catalyseurs dans l’industrie des piles à flamable”, a-t-il déclaré.

En ce qui concerne l’avenir, a déclaré Jaramillo, ces recherches détermineront si les piles à flamable peuvent atteindre leur potentiel. “Les piles à flamable semblent vraiment intéressantes pour le delivery lourd et le stockage d’énergie propre, mais en fin de compte, elles vont réduire les coûts, ce qui est l’objectif de ce travail collaboratif”, a déclaré Jaramillo.

Plus d’data:
Jean C. Douglin et al., Piles à flamable à membrane échangeuse d’ions zéro haute efficiency avec électrocatalyseurs en alliage Ag-Pd à rate ultra-faible, L’énergie de los angeles nature (2023). est ce que je: 10.1038/s41560-023-01385-7

Fourni par le Laboratoire nationwide des accélérateurs du SLAC

los angeles quotation: Des chercheurs visent à faire des piles à flamable bon marché une réalité (13 novembre 2023) Récupéré le 13 novembre 2023 sur

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