DGIST Enerji Bilimi ve Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Jong Sung Yu liderliğindeki bir araştırma ekibi, hidrojen yakıt hücrelerinin önemli bir bileşeni olan elektrot katalizörlerinin performansını önemli ölçüde artırabilen yeni bir alaşım yapısı geliştirdi.
Bu çalışma, yakıt hücresi verimliliğinde önemli bir faktör olan katottaki oksijen azaltma reaksiyonunu (ORR) geliştirdi ve yeni nesil çevre dostu enerji teknolojilerinin geliştirilmesine katkıda bulunması bekleniyor.
Bulgular şu adreste yayınlanıyor: Gelişmiş Malzemeler.
Hidrojen yakıt hücreleri, elektrik üretimi sırasında sadece su yayan, çevre dostu bir teknoloji olarak dikkat çekiyor. Ancak değerli bir metal olan platin (Pt), öncelikle performansı ve dayanıklılığı artırmak için gereken katalizör olarak kullanılır. Sonuç olarak, verimliliğin artırılması ve maliyetlerin düşürülmesi, araştırmaların başlıca zorlukları olmaya devam ediyor.
Araştırma ekibi, atomik düzende benzersiz manyetik özellikler oluşturmak için demir (Fe) ve kobalt (Co) gibi “manyetik özelliklere” sahip geçiş metallerini platin bazlı alaşımlara dahil etti.
Sonuç olarak yeni bir yapı geliştirmeyi başardılar (L10-PtPdFe), platin-paladyum-demirin (Pt-Pd-Fe) düzenli bir üçlü alaşımı. Bu katalizör, aynı bileşime sahip geleneksel alaşımdan (Kübik L1) çok daha yüksek ORR aktivitesi gösterdi.2-PtPdFe). Bu gelişmenin atomik düzenlemeden kaynaklanan güçlü manyetik etkileşimlerden kaynaklandığı bulundu.
Gerçek hidrojen yakıt hücresi çalışma koşulları altında gerçekleştirilen zorlu dayanıklılık testlerinde bile bu katalizör, ABD Enerji Bakanlığı tarafından belirlenen 2025 faaliyet ve dayanıklılık hedeflerini aştı. Araştırma ekibi, bu başarının son derece önemli olduğunu açıkladı çünkü “bu, daha önce dikkate alınmayan manyetik özelliklerin, yakıt hücresi katalizör aktivitesinin belirlenmesinde anahtar bir faktör olarak hareket ettiğini belirleyen ilk başarıdır.”
Profesör Jong Sung Yu, “Bu çalışma hidrojen yakıt hücrelerinin performansını artırmaya yönelik yeni bir prensip sunuyor. Katalizör performansını belirleyen bir diğer kritik faktör olarak manyetik özellikleri belirledik ve bunun yeni nesil hidrojen yakıt hücrelerinin geliştirilmesi için önemli bir dönüm noktası olmasını bekliyoruz.”
Bu araştırma, Ph.D. Muhammad Irfansyah Maulana tarafından yürütülmüştür. DGIST Enerji Bilimi ve Mühendisliği Bölümü öğrencisi, ilk yazar olarak. Ayrıca bu çalışma, Kore Üniversitesi’nden Profesör Seoin Back liderliğindeki ve teorik analiz sağlayan bir araştırma ekibiyle işbirliği içinde yürütülmüştür.
