Than bùn biến thành chất xúc tác giá rẻ, có thể thay thế bạch kim trong pin nhiên liệu

Các nhà nghiên cứu từ Helmholtz-Zentrum Berlin, PTB và các trường đại học Estonia đã chứng minh rằng than bùn được phân hủy tốt có thể làm tiền chất bền vững và chi phí thấp cho các chất xúc tác sắt–nitơ–cacbon (Fe-N-C), có khả năng thay thế bạch kim đắt tiền trong pin nhiên liệu. Hiện tại, bạch kim chiếm ưu thế là chất xúc tác cho phản ứng khử oxy (ORR) trong pin nhiên liệu màng trao đổi anion, nhưng chi phí cao của nó hạn chế việc ứng dụng rộng rãi. Các chất xúc tác Fe-N-C được chiết xuất từ than bùn cung cấp một lựa chọn thay thế rẻ hơn, với cấu trúc xốp phức tạp giúp vận chuyển hiệu quả hydro, oxy và nước, nâng cao hiệu suất pin nhiên liệu. Sử dụng kỹ thuật tán xạ tia X góc nhỏ tiên tiến (SAXS) tại synchrotron BESSY II, nhóm nghiên cứu đã phân tích cấu trúc vi mô của các chất xúc tác chiết xuất từ than bùn được tổng hợp ở các nhiệt độ khác nhau và với các tác nhân điều chỉnh lỗ rỗng khác nhau. Họ đã xác định 13 yếu tố cấu trúc ảnh hưởng đến hiệu quả xúc tác, đặc biệt là độ cong lỗ rỗng ít nhất ba nanomet cải thiện quá trình khử oxy và giảm sự hình thành hydro peroxide không mong muốn. Những hiểu biết chi tiết về cấu trúc này,