Kobalt kan waterstofauto's redden. Platina is te zeldzaam en te duur

Waarom zijn waterstofauto's onaanvaardbaar? Om twee hoofdredenen: tankstations voor dit gas zijn nog niet erg populair, en in sommige landen zijn er helemaal geen. Bovendien vereisen brandstofcellen het gebruik van platina, een duur en zeldzaam element dat de uiteindelijke prijs van FCEV-voertuigen beïnvloedt. Daarom werken wetenschappers al aan het vervangen van platina door kobalt.

Kobalt kan waterstofauto's populair maken

inhoudsopgave

• Kobalt kan waterstofauto's populair maken
  • Kobaltonderzoek helpt brandstofcellen in het algemeen

Kobalt is een element met unieke eigenschappen. Het wordt gebruikt bij het ontzwavelen van brandstof bij de raffinage van ruwe olie (ja, ja, Verbrandingsvoertuigen hebben ook kobalt nodig om te rijden.), wordt het ook gebruikt in de elektrotechniek - en in veel batterijgevoede apparaten - in de kathodes van lithium-ioncellen. In de toekomst zou dit waterstof-brandstofcelvoertuigen (FCEV's) kunnen helpen.

Zoals het hoofd van het BMW R&D-team, Klaus Fröhlich, begin 2020 zei, zijn waterstofauto's nergens te vinden, omdat brandstofcellen 10 keer duurder zijn dan een elektrische aandrijving. Het grootste deel van de kosten (50 procent van de kosten van de cel) komt van het gebruik van platina-elektroden, die als katalysatoren in brandstofcellen werken en de reactie van waterstof met zuurstof versnellen.

Wetenschappers van het Pacific Northwest National Laboratory besloten platina-elektroden te vervangen door kobaltwaarin metaalatomen worden afgewisseld met stikstof- en koolstofatomen. Zo'n structuur, waarin kobalt wordt vastgehouden in speciaal geprepareerde organische structuren, moet vier keer sterker zijn dan een van ijzer (bron). Uiteindelijk moet het ook goedkoper zijn dan platina; op de beurzen is de prijs van kobalt ongeveer 1 keer lager dan de prijs van platina.

Kobaltonderzoek helpt brandstofcellen in het algemeen

Het bleek dat de reactiviteit van een dergelijk medium beter is dan die van andere katalysatoren die zijn gebouwd zonder de aanwezigheid van platina of ijzer. Het was ook mogelijk om te ontdekken dat waterstofperoxide (H2O2) dat tijdens oxidatie wordt gegenereerd, leidt tot ontleding en een afname van de efficiëntie van de katalysator. Dit maakte het mogelijk de elektroden te beschermen en de sterkte van de structuur te vergroten, wat de levensduur van de cellen in de toekomst zou kunnen verlengen.

Huidige levensduur van een op platina gebaseerde brandstofcel wordt geschat op ongeveer 6-8 duizend uur met niet-constante werking van systemen, wat neerkomt op 333 dagen continu gebruik of tot 11 jaar, onderhevig aan activiteit gedurende 2 uur per dag... Cellen worden het meest beïnvloed door variabele belastingen en activiteitsprocessen die verband houden met een gebrek aan werk, daarom stellen sommige experts expliciet dat ze niet in auto's mogen worden gebruikt.

Update 2020/12/31, kijk. 16.06/XNUMX: De originele versie van de tekst vermeldde "platinamembranen". Dit is een duidelijke fout. Het oppervlak van ten minste één van de elektroden is platina. Deze foto toont duidelijk de platina katalysatorlaag die zich onder het diafragma bevindt. Onze excuses voor het gebrek aan concentratie bij het redigeren van de tekst.

Openingsfotografie: illustratie, brandstofcel (c) Bosch / Powercell

Dit kan je interesseren: