Ladda mobilen med myrsyra
I dag finns tekniken för att använda miljövänlig myrsyra i bränsleceller för att driva till exempel en mobil eller en dator. Fysikern Florian Nitze vid Umeå universitet har i sin avhandling utvecklat nya katalysatorer för att förbättra dessa bränslecellers kapacitet.
En bränslecell kan liknas vid ett batteri som kan “tankas” med ett bränsle. Tekniken för att använda myrsyra som bränsle finns redan på marknaden, men dessa bränsleceller har fortfarande problem med låg effekt och kort livstid.
En katalysators uppgift är att minska energiförlusten och skynda på reaktionen, vilket leder till en högre verkningsgrad i bränslecellen.
Florian Nitze har i sin avhandling arbetat med att utveckla nya katalysatorer baserat på en kombination av materialvetenskap och nanoteknologi, vilket kan beskrivs som slöjd nästan på atomnivå.
– Särskilt katalysatorer av palladium-nanopartiklar fästa på en unik spiralformad kolnanofiber visade sig ha en lång livstid och mycket hög potential för användning i myrsyrebaserade bränsleceller. Den spiralformade kolnanofibern har hög elektrisk ledningsförmåga och en yta som är väldigt enkelt att dekorera med nanopartiklar, säger Florian Nitze.
Flera av de nya katalysatorer som Florian Nitze har utvecklat är baserade på palladium. Det är en ädelmetall liksom guld eller platina, men den är hälften så dyr.
Myrsyra kan framställas ur förnyelsebara resurser, skogsråvara, och är därför ett miljövänligt alternativ.
– En av de största fördelarna gentemot Li-Ion batterier, viket är de batterier som i dag dominerar marknaden, är att laddningen av bränslecellen bara tar sekunder genom en enkel påfyllning av myrsyra.
Florian Nitze kommer ursprungligen från Baden-Baden i Tyskland.
Samma princip som för vätgasbränslecell
Konceptet för en bränslecell som drivs med myrsyra kan förklaras genom samma princip som för en vätgasbränslecell. När vätgas och syrgas reagerar sker en förbränningsprocess och värme och vatten bildas. Processen sker genom att vätgas ger elektroner till syre och därigenom oxideras medan syrgas tar upp elektronerna och i stället reduceras.
Konceptet i en bränslecell är att separera de två reaktionerna rumsligt i två separata reaktioner, nämligen oxidation och reduktion. Nu kan energin som skulle frigöras vid förbränning bli nyttjad som elkraft, om man förbinder dessa två reaktioner elektriskt. Man kan dock inte nyttja all energin, en del av energin behövs för att driva reaktionen. Katalysatorer kan minska denna energiförlust och accelerera reaktionen.
Läs hela eller delar av avhandlingen: Syntes och karaktärisering av palladiumbaserade kolnanostrukturer och dess applikationer för miljövänlig energi.
