טכניון: פיתוח פיגמנט כחול זול כתחליף לפלטינה בתאי דלק מימניים

חוקרים מהטכניון בחיפה, בשיתוף פעולה עם עמיתים, פיתחו קטליזטורים חדשים וזולים המבוססים על פיגמנט כחול, שעשויים להחליף את הפלטינה היקרה בתאי דלק מימניים. קטליזטורים מהווים חסם כלכלי משמעותי בפיתוח אנרגיית המימן, כאשר פלטינה, המתכת הנפוצה כיום, היא נדירה ויקרה, מה שמעכב את הגדלת היקף השימוש בטכנולוגיות מימן נקי והופך אותן לפחות תחרותיות.

בחיפוש אחר חלופה זולה, התמקדו המדענים בפיגמנטים כחולים סינתטיים בעלי מבנה מורכב ממתכות. בעבר, קטליזטורים מולקולריים דומים לא הצליחו לספק עוצמה ועמידות מספקות. כעת, החוקרים הצליחו לסנתז שני סוגי פיגמנט חדשים, אותם הציגו על גבי בסיס פחמני. בדיקות ספקטרוסקופיה ומיקרוסקופיה אלקטרונית אישרו את פעילותו המוצלחת של הקטליזטור החדש ברמה האטומית.

החומר שפותח, AZ-FO-30, הציג צפיפות הספק שיא של 902 מיליוואט לסמ"ר, נתון חסר תקדים לקטליזטורים מבוססי פיגמנט. הקטליזטור הפגין יציבות גבוהה, כשהוא פועל במשך 35 שעות תחת עומס כבד עם ירידה מינימלית בביצועים. חישובים תיאורטיים הצביעו על כך שהגדלת כמות החנקן בחומר, שהושגה על ידי המדענים, מקצרת את המרחק בין ברזל לחמצן, מחזקת את האינטראקציה במרכז הפעיל ומשפרת את יעילות תא הדלק.

"עבודה זו מוכיחה כי תכנון מולקולרי מדויק יכול לצמצם את פער הביצועים בין קטליזטורים מבוססי פלטינה לבין קטליזטורים זולים יותר", ציינו החוקרים. "על ידי התאמת מבנה מולקולות הפיגמנט הכחול, הצלחנו לחזק את האינטראקציה במרכז הפעיל ולהשיג עלייה אמיתית ביעילות תא הדלק". קטליזטורים זולים אלו עשויים לאפשר אימוץ נרחב של תאי דלק בתחבורה, באנרגיה ובתעשייה, ולהפוך את אנרגיית המימן הנקי לכדאית כלכלית.