Les nanoparticules de cobalt pourraient devenir un acteur essential dans los angeles quête d’une énergie propre

Pour contribuer à lutter contre le changement climatique, nous devons de toute urgence passer à une énergie propre. Le secteur de l’énergie contribue largement aux émissions de gaz à effet de serre, qui sont le major moteur du réchauffement climatique.

Notre équipe de recherche de l’Université Western Ontario innove dans los angeles manufacturing d’électricité propre. Les piles à flamable sont à l’avant-garde de cet effort, offrant de nombreux avantages dans los angeles recherche de answers énergétiques durables.

Ces appareils offrent une voie prometteuse vers une énergie propre en convertissant efficacement l’énergie chimique en électricité en utilisant uniquement de l’eau et de los angeles chaleur comme sous-produits. Cela en fait une choice écologique pour produire de l’électricité.

L’un des varieties de piles à flamable les plus prometteurs est los angeles pile à flamable à membrane polymère (PEMFC) en raison de ses programs dans les transports et les resources d’énergie portables et fixes, où l’efficacité, los angeles réactivité et los angeles réduction des émissions sont des facteurs cruciaux.

Le platine comme catalyseur

L’un des principaux défis entravant l’adoption généralisée des PEMFC réside dans l’utilisation du platine, problématique en raison de sa rareté. Cette dépendance au platine est due à sa capacité à faciliter los angeles réaction de réduction de l’oxygène (ORR), un processus essentiel dans los angeles manufacturing d’énergie électrique au sein des PEMFC.

L’ORR implique los angeles réduction des molécules d’oxygène dans l’eau grâce à une série de réactions complexes. Ce processus est responsable de los angeles génération de l’énergie électrique fournie par ces piles à flamable. Los angeles présence de platine comme catalyseur réduit l’énergie nécessaire pour réduire les molécules d’oxygène. Sans platine, l’ORR se produirait trop lentement pour produire une manufacturing d’électricité pratique et efficace.

Cependant, le coût élevé et los angeles rareté du platine présentent des défis majeurs pour los angeles viabilité commerciale des PEMFC. Le prix élevé du platine a rendu son utilisation dans los angeles manufacturing de piles à flamable à grande échelle économiquement prohibitive, empêchant les PEMFC de devenir une answer majeure en matière d’énergie propre.

Nos recherches créent des catalyseurs capables de remplacer efficacement le platine. Notre équipe de recherche profite d’installations avancées telles que los angeles supply de lumière canadienne, los angeles supply de photons avancée et los angeles supply de photons taïwanaise.

En exploitant ces ressources et applied sciences, nous explorons différentes stratégies de développement de catalyseurs, obtenons des informations approfondies sur leurs propriétés structurelles et chimiques et comprenons mieux remark elles peuvent faire avancer notre objectif de réduction de los angeles dépendance au platine.

Le monde complexe de los angeles conception des catalyseurs

Nos recherches explorent los angeles conception de catalyseurs, avec un accessory particulier sur deux tactics clés : l’alliage du platine avec des métaux de transition et los angeles fabrication de buildings cœur-coquille complexes.

L’alliage du platine est le processus d’alliage du platine avec d’autres métaux de transition pour améliorer les performances catalytiques. Cette approche améliore los angeles réactivité et los angeles durabilité des catalyseurs, les rendant ainsi très efficaces dans un massive éventail d’programs, notamment les piles à flamable.

Outre l’alliage, nos recherches portent également sur le développement de buildings cœur-coquille complexes. Dans cette approche, un noyau métallique économique est recouvert de plusieurs couches d’une coque constituée d’un autre matériau, offrant une coverage tout en améliorant encore l’efficacité catalytique.

Cette conception permet un contrôle précis des réactions catalytiques, améliorant les propriétés de floor et réduisant les déchets de matériaux.

Des défis persistants

Malgré nos progrès, los angeles robustesse de ces catalyseurs reste un défi. Leur instabilité inhérente, qui fait référence à leur tendance à se détériorer, à réduire leur efficacité ou à subir des adjustments indésirables, représente un impediment majeur aux programs réelles.

Notre équipe de recherche a trouvé une answer potentielle : injecter des matériaux dopants au cobalt dans los angeles floor et los angeles région proche de los angeles floor des catalyseurs. Cela crée des catalyseurs à base de platine capables de résister à des prerequisites difficiles et au passage du temps. Cela améliore considérablement los angeles durabilité et l’efficacité de ces catalyseurs.

Notre équipe a développé de nouvelles particules – un noyau-enveloppe de platine recouvert de palladium et de cobalt – qui possèdent une construction octaédrique distincte et une résilience exceptionnelle aux environnements chimiques difficiles et à une utilisation prolongée.

Cette nanostructure innovante, composée d’un noyau en palladium et d’une coque externe en platine, avec un atome de cobalt ajouté à los angeles coque en platine, confère à ces nanoparticules une durabilité exceptionnelle. Ils présentent une capacité remarquable à résister à los angeles dégradation et à maintenir leur activité catalytique sur de longues périodes.

Après un examen complet comprenant 20 000 cycles de checks de durabilité accélérés, conçus pour mieux comprendre remark les catalyseurs se dégradent dans des prerequisites de laboratoire soigneusement contrôlées, leurs performances n’ont connu qu’une légère baisse de 2 % par rapport à leur état preliminary au début du take a look at.

Avenir imaginable

Les nanoparticules à noyau-enveloppe de palladium-platine et dopées au cobalt ont le potentiel de révolutionner los angeles technologie des piles à flamable. Leur promesse en tant que catalyseurs ORR hautement efficaces et durables ouvre los angeles voie vers un avenir énergétique plus sturdy.

Nos recherches s’alignent sur le besoin pressing de lutter contre le changement climatique en tant que crise mondiale. En remplaçant les combustibles fossiles par des choices énergétiques propres, nous pouvons contribuer à un avenir plus sturdy et plus résilient.

Cet article est republié à partir de The Dialog sous une licence Inventive Commons. Lisez l’article unique.