Shkuma melamine e karbonizuar, e prezantuar nga një ekip i udhëhequr nga Jaephil Cho në Institutin Kombëtar të Shkencës dhe Teknologjisë Ulsan (Kore), një elektrokatalizator i ri shumë efikas për reduktimin e oksigjenit në qelizat e karburantit dhe bateritë, ofron një zgjidhje e cila është e mundur për të reduktuar kostot, por siguron bateri shumë efikase metalike-ajër dhe qeliza karburanti.
Një ekip shkencëtarësh koreanë dhe amerikanë ka prezantuar tani një material të ri për elektroda të bazuar në shkumë melamine dhe karbon të zi me çmim të përballueshëm. Poroziteti i lartë lehtëson ndjeshëm transportin e shpejtë të masës dhe një numër i lartë qendrash katalitikisht aktive rrisin në mënyrë drastike aktivitetin reduktues të oksigjenit të katodave për qelizat e karburantit dhe bateritë metal-ajër.
Reagimi që ndodh në katodat e qelizave të karburantit dhe baterive metal-ajër është reduktimi elektrokimik i oksigjenit, përkatësisht reaksioni i reduktimit të oksigjenit (ORR). Ky reagim frenohet në mënyrë të konsiderueshme për shkak të shpejtësisë së tij të ngadaltë dhe efikasiteti i qelizave është më i ulët se sa mund të ishte.
Katoda katalitike duhet të sigurojë që oksigjeni të reagojë me ujin, duke marrë elektrone për të formuar jone OH- në tretësirën alkaline. Problemi është se në një sistem kompleks që përfshin reaktantë të ngurtë, të lëngshëm dhe të gaztë, proceset e transportit shpesh janë shumë të ngadalta dhe pengojnë procesin, veçanërisht kur shkarkohen me densitet më të lartë të rrymës.
Katoda të bëra nga një mbështetëse karboni poroze (karbon i zi) mbi të cilin një metal aktiv katalitikisht si platini është shpërndarë imët, mund ta minimizojnë në mënyrë shumë efektive këtë frenim kinetik. Megjithatë, ato janë të shtrenjta dhe jo shumë të qëndrueshme, duke i bërë kështu jopraktike për aplikim të gjerë.
Një ekip i udhëhequr nga Jaephil Cho në Institutin Kombëtar të Shkencës dhe Teknologjisë Ulsan (Kore) dhe Meilin Liu në Institutin e Teknologjisë në Georgia (SHBA) synoi kështu të zhvillonte një alternativë më ekonomike.
Ata u frymëzuan nga struktura e tetrapodit (greqisht tetra: katër, podes: këmbë) të valëve të valëve për të sintetizuar një elektrokatalizator të ri shumë efikas. Tetrapodët, katër "këmbët" e të cilëve janë të drejtuar nga qoshet e një katërkëndëshi imagjinar, janë ndërtuar në bregdet, si dhe pranë digave dhe kalatave për të reduktuar forcën e valëve që përplasen me bregun. Këto struktura gjithashtu ofrojnë strehë për format e jetës detare në zgavrat e tyre të shumta. Kur shkuma e melaminës pirolizohet dhe bluhet me llaç dhe shtypës, ajo formon fragmente mikroskopike që ngjajnë me tetrapodë.
Shkencëtarët trajtuan shkumën e melaminës me klorur hekuri dhe ketjenblack të dopuar me azot (përçues i fishekëve të karbonit të zi). Ata e karbonizuan këtë produkt dhe e nxorrën me acid sulfurik. Nanotetrapodët që rezultojnë të mbushura me nanogrimca të karbonit të zi kanë një sipërfaqe specifike shumë të lartë, një numër të madh qendrash aktive katalitike (Fe/Fe3C, dhe grupet CN), dhe shumë pore që lejojnë transportin e shpejtë masiv. Katodat e bëra nga ky material i ri elektrodë janë shumë të qëndrueshme dhe performanca të shkëlqyera, të krahasueshme me ato të katodave me bazë metali - me një çmim shumë më të ulët. Këto mund të përfaqësojnë një pikënisje shumë premtuese për një gjeneratë të re të baterive dhe qelizave të karburantit metal-ajër të lira dhe shumë efikase.
SINOYQX po mbështet disa institucione dhe universitete në Kinë për karbonizimin e shkumës së melaminës për reduktimin e oksigjenit në qelizat e karburantit dhe bateritë.
Disa të cituara nga http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html