(+36) 20/995-00-97
(+36) 20/995-00-13
info@aer.hu

Ultravékony platinarétegek

Egy új gyártási eljárással csökkenthető az üzemanyagcellák előállításához szükséges nemesfémek mennyisége.

A hidrogénhajtású járművek csak nehezen érik el az áttörést, mert a hozzájuk szükséges hajtásrendszerek még mindig nagyon drágák. Ez többek között annak köszönhető, hogy az üzemanyagcellákban lezajló áramtermelő kémiai reakciók nemesfém katalizátorokat igényelnek. Az ultravékony platinarétegek gyors és költségkímélő gyártásához kifejlesztett új eljárás ezen változtathat.

2013-05-08A nemesfémbevonatok előállítására alkalmazott jelenlegi gyártási eljárások lassúak és bonyolultak, ezért a bennük rejlő megtakarítási lehetőségek ellenére ritkán alkalmazzák őket. Az új megközelítés ezzel szemben Thomas Moffat, az NIST kutatója szerint rendkívül olcsó és egyszerűen alkalmazható.

Az ötlet lehetővé teheti, hogy az üzemanyagcellákat lényegesen kevesebb platina felhasználása mellett ugyanolyan hatásfokkal gyártsák, mint eddig. A General Motors autógyártó, melynél szintén dolgoznak üzemanyagcellás autón, nem kívánta elárulni, hogy mennyi platina rejtőzik az aktuális prototípusukban. Charles Freese, a GM Fuel Cells igazgatója azonban Moffat ötletét alapjában véve izgalmasnak tartja: „Hozzájárulhat ahhoz, hogy az üzemanyagcellás járművek gazdaságosak legyenek” – mondta.

Moffat és kollégái az NIST laborjaiban megmutatták, hogyan lehet platinát vizes oldatban aranyfelületre egy atomnyi vastagságú rétegben felvinni. A szokványos eljárás során egy bizonyos elektromos feszültség hatására az oldatból platinaatomok rakódnak le az aranyfelületre. A végeredmény egy durva, foltos felület lesz, mert a platinaatomok először az arany szennyeződésire rakódnak le, majd szívesebben tapadnak egymáshoz, sem mint az aranyatomokhoz.

Amikor a kutatók a folyamathoz szükséges elektromos feszültséget fokozatosan növelni kezdték, eljutottak addig a pontig, amikor a vízmolekulák elkezdtek felbomlani, amelynek nem várt, de nagyon hasznos következménye lett. A keletkező hidrogénatomok beborították a platinaréteget, meggátolva, hogy újabb platinaatomok kapcsolódjanak egymáshoz. Ennek következtében a további platina atomok csak az aranyfelületre tudtak lerakódni. Ha a feszültség úja csökken, a hidrogénatomok vízzé égnek el és megnyílik az út egy újabb réteg platinaatom lerakódása előtt.

Ezzel a módszerrel a kutatók tetszőleges vastagságú réteget építhetnek fel. Jay Switzer, a Missouri Műszaki Egyetem vegyész professzora elmondta, hogy a technika ezen kívül sokkal gyorsabb, mint a korábbi eljárások pl. a rágőzölögtetés. A módszer annál a technológiánál is egyszerűbb, amelyben először rézatomokat visznek fel, hogy egy további kémiai reakcióban kicseréljék őket platinaatomokra.

Az NIST kutatói bíznak benne, hogy a folyamatuk más fémekkel, pl. nikkellel is működik. A rendkívül pontosan szabályozható eljárás újfajta, különböző fémekből álló katalizátorokat is lehetővé tenne. Ezen kívül az atomnyi vastagságú fémrétegek Moffat szerint egészen különleges tulajdonságokkal bírnak, amelyeket még meg kell vizsgálni.

(Forrás: mernokbazis.hu – Dátum: 2013.05.08)