JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Polttokennoja on pitkään pidetty lupaavana teholähteenä, mutta useimmat kehitetyt ratkaisut ovat liian kalliita, tehottomia tai molempia. Uudessa biologian innoittamassa lähestymistavassa Wisconsin-Madisonin yliopiston tutkijaryhmä on suunnitellut polttokennoa halvempien materiaalien ja elektronit ja protonit kuljettavan orgaanisen yhdisteen avulla.

Tällä hetkellä markkinoiden paras polttokennojen tarvitsema katalysaattori on kallis platina. Tutkimusta johtanut UW-Madisonin kemian professori Shannon Stahl yhteistyössä professori Thatcher Rootin kanssa toteaa, että vähemmän kalliita metalleja voidaan käyttää katalysaattoreina nykyisissä polttokennoissa, mutta vain jos niitä käytetään suuria määriä.

- Ongelmana on, että kun sijoitat liikaa katalyyttiä elektrodiin, materiaali muuttuu vähemmän tehokkaaksi, mikä johtaa energiatehokkuuden menetykseen.

Tutkijoiden ratkaisu oli pakata edullisempi koboltti reaktorin läheisyyteen, jossa suurempi määrä materiaalia ei häiritse reaktorin suorituskykyä. Sitten he loivat strategian siirrellä elektroneita ja protoneita edestakaisin reaktorin ja polttokennon välillä.

Oikea kuljetusväline tähän tarkoitukseen osoittautui orgaaniseksi yhdisteeksi, eli kinoniksi, joka voi kuljettaa kahta elektronia ja protonia kerrallaan. Ryhmän suunnitelmassa kinoni ottaa nämä hiukkaset polttokennoelektrodilla ja kuljettaa ne läheiseen reaktoriin, joka on täynnä edullista kobolttikatalyyttiä ja palaa sitten polttokennoon, jossa se ottaa mukaan lisää kuljetettavia.

Monet kinonit hajoavat terva-aineiksi vain muutaman kierroksen jälkeen. Stahlin laboratorio loi kuitenkin erittäin stabiilin kinonijohdoksen. Sen rakennetta muuttamalla onnistuttiin hidastamaan huomattavasti kinonin heikkenemistä. Tutkijoiden kokoamat yhdisteet kestävät jopa 5000 tuntia. Elinajan kasvu on yli satakertainen verrattuna aiempiin kinonirakenteisiin.

- Vaikka tämä ei olekaan lopullinen ratkaisu, konseptimme tuo esiin uuden lähestymistavan, jolla ratkaistaan tämän alan ongelmia. Uuden mallin energiatuotanto on noin 20 prosenttia nykyisistä markkinoilla olevista polttokennoista. Toisaalta järjestelmä on noin sata kertaa tehokkaampi kuin biopolttoainekennot, jotka käyttävät orgaanisia kuljetuksia, sanoo Stahl.

Seuraava askel Stahlilla ja hänen tiimillään on kiihdyttää kinonivälittäjien suorituskykyä. Tämä parannus mahdollistaisi heidän suunnitelman vastaavan tavanomaisten polttokennojen suorituskykyä, mutta alhaisemmalla hinnalla.

Veijo Hänninen
Nanobittejä 10.10.2018

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

IoT-suunnittelusta demokraattisempaa – avoimen koodin korteilla ja yhteisöjen tuella

Avoimen koodin ohjelmistojen rinnalle ovat tulossa avoimen koodin laitteistot ja kortit. Niiden ja suunnittelijayhteisöjen avulla yhä useampi rakentelija voi saada IoT-suunnittelunsa valmiiksi tuotteeksi asti.

Lue lisää...
 
ETN_fi Langaton anturi kertoo betonin kosteuden https://t.co/QF085IazLJ @MatoEngineering @japikas @FinnBuild
ETN_fi Phoenix Contact ostaa kaksi saksalaista yritystä: SKS Kontakttechnik keskittyy sähkömekaniikkaan, Pulsotronic GmbH… https://t.co/AfQDWxGQ6x
ETN_fi First truly black solar modules roll off industrial production line @AaltoUniversity https://t.co/ym11lOA2lL
ETN_fi Telian toimitusjohtaja: 5G-datassa kokeillaan uusia hintamalleja https://t.co/we8ryxGl4D @teliafinland
 
 

ny template