Curcumin ökade energieffektiviteten hos en bränslecell med 100 gånger

Kemister från Sri Sathya Sai University i Indien och American University of Clemson använde

guld nanopartiklar som katalysatorbränslecell. Men istället för de traditionella metall-organiska ramverken som används för att deponera ädelmetall på ytan av elektroden, använde forskarna curcumin.

Forskare konstaterar att tack vare det unikastruktur stabiliserade detta ämne guldpartiklar med en storlek på cirka 2 nm och bildade ett poröst nätverk runt dem. Enligt författarna till arbetet krävde elektrolytisk avsättning hundra gånger lägre ström än tidigare.

Forskare noterar hög stabilitet(mer än 200 elektrooxidationscykler), enkel elektronöverföring och hög katalytisk aktivitet hos bränslecellen de utvecklade. Dessutom visade elektroden en låg aktiveringsenergi vid elektrooxidation av både etanol och metylalkoholer.

Forskarna tillägger att utan curcuminbeläggningen blir guldnanopartiklarna grova, vilket minskar den yta som utsätts för den kemiska reaktionen.

Utan den där curcuminbeläggningenprestandan blir dålig. Vi behöver denna beläggning för att stabilisera partiklarna och skapa en porös miljö runt dem, varefter guldet gör ett bra jobb med att oxidera alkoholen.

Apparao Rao, studiemedförfattare, professor i fysik och chef för Nanomaterials Institute vid Clemson University

Källa: Sai Prasad Nayak et al., Nano Energy

Bränsleceller genererar el iresultatet av en kemisk reaktion, inte förbränning. Idag används de i många industrier, såsom fordon, bärbara elektroniska enheter och reservkraftsystem.

Vätebränsleceller är mycket effektiva ochproducerar inte växthusgaser. Men som forskarna noterar kräver produktion av väte energi, kostnader och har en miljöpåverkan. Dessutom är vätgasen som används i bränsleceller en komprimerad gas, vilket skapar lagrings- och transportutmaningar. 

Ett möjligt alternativ är att användaalkohol. Etanol, som härrör från majs eller annat jordbruksfoder, är säkrare och lättare att transportera än väte eftersom det är flytande. För att skapa alkoholbränsleceller används som regel platina, betonar forskare. Men det är ganska dyrt och angrips kraftigt av biprodukter från den kemiska reaktionen, såsom koldioxid.

"Av alla katalysatorer för oxidation av alkohol i en alkalisk miljö är den vi har skapat den bästa hittills", konstaterar Rao.

Forskarna tror att de skapade av demDet kan finnas andra tillämpningar av metoden, till exempel som en sensor eller en superkondensator. Nu testar forskare sin elektrod för att diagnostisera förändringar i dopaminnivåer i urinen.

Läs mer:

Vitrysk fysiker som arbetar med kvantinternet: detta är det första steget mot teleportering

En av de största ishyllorna kollapsade på grund av vattenflöden

Är standardmodellen för fysik inte längre relevant? Det viktigaste med det nya arbetet med forskare vid kollideraren