Các xúc tác tốt hơn của pin nhiên liệu

Nếu các nhà nghiên cứu có thể chế tạo ra những hạt còn nhỏ hơn nữa, với hình dạng đem lại hiệu quả tương tự, thì có thể giảm được lượng platin được sử dụng. Nếu giảm được lượng kim loại đắt tiền này (mà hiện có giá gần 1.300 USD/ounce), thì có thể giúp cho những ứng dụng của chúng, chẳng hạn như pin nhiên liệu, dễ được chấp nhận hơn về mặt chi phí. Việc giảm được lượng chất xúc tác platin cũng có tầm quan trọng cho những ứng dụng khác, chẳng hạn như tổng hợp các nhiên liệu thay thế và chuyển hoá các vật liệu phế thải như CO2 thành những sản phẩm hữu ích.

Theo nhận xét của Francesco Stellacci, Giáo sư về khoa học và kỹ thuật vật liệu ở Viện Công nghệ MIT, thì công trình nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng, vì nó liên quan đến platin, một kim loại mà cho đến nay vẫn được dùng nhiều nhất để làm chất xúc tác. Ngoài ra, nó cũng giúp tăng cường hiểu biết về sự thay đổi hình dạng của các hạt có ảnh hưởng như thế nào tới tính chất xúc tác của chúng.

Để chế tạo các hạt nói trên, các nhà nghiên cứu ở Georgia Tech và Xiamen đã cho một lượng tương đối lớn các hạt platin phân tán lên bề mặt cacbon. Tiếp theo, họ đặt một điện thế xoay chiều lên đó, gây ra các phản ứng hoá học có tính quyết định về những địa điểm mà những nguyên tử platin sẽ tích tụ và những địa điểm chúng không tích tụ. Kết quả, những hạt platin 24 mặt đã hình thành ở trên bề mặt, Zhong Lin Wang, Giáo sư về Khoa học và Kỹ thuật vật liệu ở Georgia Tech, cho biết.

Hạt đa diện mà các nhà nghiên cứu tạo ra đã có nhiều vùng năng lượng cao, tại đó có nhiều hơn số lượng các nguyên tử không ổn định và phản ứng mạnh so với các hạt platin thông thường. Các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng những bề mặt này, nếu so với các hạt platin đã được thương mại hoá hiện nay, có tỷ lệ phản ứng cao hơn.

Công trình này chỉ là một bước để tiến tới mục tiêu tạo ra các chất xúc tác rẻ hơn. Alexis Bell, Giáo sư hoá chất ở trường Đại học California, cho biết mặc dù công trình này là rất thú vị, vì nó nhằm giải quyết một trong những thách thức của việc chế tạo xúc tác, nhưng những hạt nano này trên thực tế vẫn chưa đủ nhỏ. Bởi vậy, so với các hạt xúc tác platin hiện có, tính xúc tác của chúng vẫn kém.

Theo các nhà nghiên cứu, mục tiêu cuối cùng của việc sử dụng những hạt này và các phương pháp chế tạo chúng là để giúp biến đổi các vật liệu giá rẻ trở thành những chất xúc tác hữu ích. Nếu như thực hiện được mục tiêu này, một số công nghệ mà hiện nay mới chỉ hạn chế ở trong phòng thí nghiệm có thể được đem ứng dụng để đáp ứng nhu cầu thực tiễn.

Nguồn: Energy, automation.org.vn, 06/06/2007