Platinum terlalu mahal? Katalis baru menurunkan biaya sel bahan bakar

Imperial College London telah mengembangkan sel bahan bakar hidrogen yang menggunakan katalis yang terbuat dari besi, bukan platinum langka dan mahal, mengurangi biaya sel bahan bakar hidrogen. Teknologi ini memungkinkan penyebaran luas bahan bakar hidrogen dan pada akhirnya akan menempatkan dunia pada jalur menuju emisi nol bersih dengan mengurangi emisi gas rumah kaca.

Sel bahan bakar hidrogen mengubah hidrogen menjadi listrik dengan satu-satunya produk sampingan adalah uap air, menjadikannya alternatif hijau yang menarik, terutama untuk industri otomotif. Namun, penggunaannya yang meluas telah terhambat sebagian oleh biaya salah satu komponen utama. Untuk memfasilitasi reaksi yang menghasilkan listrik, sel bahan bakar bergantung pada katalis yang terbuat dari platinum, yang mahal dan langka.

Peneliti utama Profesor Anthony Kousenak, dari Departemen Kimia Imperial, mengatakan: "Saat ini, sekitar 60% dari biaya sel bahan bakar tunggal berasal dari katalis platinum. Agar sel bahan bakar menjadi alternatif yang benar-benar layak untuk bahan bakar fosil, kita perlu menurunkan biaya. "

Sekarang, tim Eropa yang dipimpin oleh para peneliti di Imperial College London telah menciptakan katalis yang hanya menggunakan besi, karbon dan nitrogen, bahan yang murah dan tersedia, dan telah menunjukkan bahwa itu dapat digunakan untuk menjalankan bahan bakar pada baterai berdaya tinggi. Temuan mereka dipublikasikan dalam jurnal Nature Catalysis pada tanggal 25.

Dalam katalis baru ini, semua besi tersebar dalam matriks karbon konduktif dalam bentuk atom tunggal. Semua atom di dalamnya dikelompokkan bersama, membuatnya lebih reaktif. Sifat-sifat ini berarti bahwa besi memfasilitasi reaksi yang dibutuhkan dalam sel bahan bakar dan merupakan pengganti yang baik untuk platinum. Dalam tes laboratorium, tim menunjukkan bahwa dalam sistem sel bahan bakar nyata, kinerja katalis besi atom tunggal mendekati katalis berbasis platinum.

Selain itu, metode yang dikembangkan oleh tim juga dapat diterapkan untuk aplikasi lain di luar sel bahan bakar, seperti reaksi kimia yang menggunakan oksigen atmosfer daripada oksidan kimia mahal sebagai reaktan, dan pengolahan air limbah yang menggunakan udara untuk menghilangkan polutan berbahaya.

Penulis utama Dr Assad Mahmood, dari Departemen Kimia Imperial, mengatakan: "Kami telah mengembangkan metode baru untuk menciptakan berbagai katalis 'atom tunggal', yang memberikan dasar untuk berbagai kimia dan elektrokimia baru. Proses ini menawarkan peluang. Secara khusus, kami menggunakan metode sintetis yang disebut 'transmetalasi' yang menghindari pembentukan gugus besi selama sintesis. "Proses ini mungkin membantu ilmuwan lain yang ingin membuat katalis serupa bermanfaat."