Szansa na nowe ogniwa

Szansa na nowe ogniwa

Okazuje się, że nawet uszkodzony grafen może być cenny. Według zespołu złożonego głównie z amerykańskich naukowców nieprawidłowo uformowany materiał może znaleźć zastosowanie w ogniwach paliwowych nowej generacji. W przyszłości skróci to czas ładowania samochodów hybrydowych tak, że będzie porównywalny do czasu pobytu na stacji paliwowej tradycyjnym pojazdem.

Grafen składa się z szeregu atomów węgla ułożonych w jedną warstwę w specyficzny sposób. Czasem jednak ta jednolita struktura posiada luki pomiędzy sąsiednimi atomami, co skrupulatnie postanowili wykorzystać badacze.

Ogniwa paliwowe z membraną do wymiany protonów (PEMFC) pracują dzięki oddzielaniu protonu od atomu wodoru. Wykorzystują do tego membranę z elektrolitu polimerowego, który jest przepuszczalny wyłącznie dla nich. Mimo, że takie membrany mają grubość liczoną zaledwie w setkach nanometrów, protony pokonują ten dystans w przeciągu kilku minut.

Grafen jest oczywiście znacznie cieńszy, ale w zwykłej postaci w temperaturze pokojowej jest nieprzepuszczalny dla protonów. Badacze odkryli jednak, że luki w wadliwej strukturze grafenu są odpowiedniej wielkości, aby umożliwić protonom w wodzie przedostanie się na drugą stronę membrany w zaledwie kilka sekund. Zaledwie kilka takich luk czyni proces niezwykle skutecznym.

Póki co badaczom udało się stworzyć mechanizm, dzięki któremu uda się w przyszłości konstruować bardziej efektywne ogniwa PEMFC. Jednak zanim zostaną wprowadzone na rynek superwydajne baterie tego typu musi upłynąć jeszcze sporo czasu.

W badaniach brali również udział naukowcy z University of Minnesota, Pennsylvania State University, Oak Ridge National Laboratory, University of Virginia oraz University of Puerto Rico. Ich wyniki opublikowano w czasopiśmie Nature Communications.

(rr)