Карбонизирана меламинска пена, воведена од тим предводен од Јаефил Чо од Националниот институт за наука и технологија во Улсан (Кореја), нов високо ефикасен електрокатализатор за намалување на кислородот во горивните ќелии и батериите, обезбедува решение кое е можно да се намалат трошоците, но да се обезбедат високоефикасни метално-воздушни батерии и горивни ќелии.
Тим корејски и американски научници сега воведе нов материјал за електроди базиран на прифатлива меламинска пена и јаглеродна црна боја. Високата порозност значително го олеснува брзиот транспорт на масата, а големиот број каталитички активни центри драстично ја зголемуваат активноста за намалување на кислородот на катодите за горивни ќелии и метално-воздушни батерии.
Реакцијата што се јавува кај катодите на горивните ќелии и метално-воздушните батерии е електрохемиската редукција на кислородот, имено реакцијата на намалување на кислородот (ORR). Оваа реакција е значително инхибирана поради нејзината слаба брзина, а ефикасноста на клетките е помала отколку што би можела да биде.
Каталитичката катода мора да осигури дека кислородот реагира со вода, земајќи електрони за да формира OH-јони во алкален раствор. Проблемот е во тоа што во сложен систем кој вклучува цврсти, течни и гасовити реактанти, транспортните процеси често се премногу бавни и го инхибираат процесот, особено кога се испуштаат со поголема густина на струјата.
Катодите направени од порозна јаглеродна подлога (саѓи-црна) на која фино е дисперзиран каталитички активен метал како платината може многу ефикасно да ја минимизираат оваа кинетичка инхибиција. Сепак, тие се скапи и не многу стабилни, што ги прави непрактични за широка примена.
Тим предводен од Јаефил Чо од Националниот институт за наука и технологија во Улсан (Кореја) и Меилин Лиу од Технолошкиот институт во Џорџија (САД) на тој начин имаше за цел да развие поекономична алтернатива.
Тие биле инспирирани од структурата на тетрапод (грчки тетра: четири, стапала: стапки) на брановидни бранови за да синтетизираат нов високо ефикасен електрокатализатор. Тетраподи, чии четири „нозе“ се насочени кон аглите на имагинарен тетраедар, се конструирани на брегот, како и во близина на брани и столбови за да се намали силата на брановите што се удираат на брегот. Овие структури, исто така, обезбедуваат засолниште за морски форми на живот во нивните многу големи шуплини. Кога меламинската пена се пиролизира и се меле со малтер и толчник, таа формира микроскопски фрагменти што личат на тетраподи.
Научниците ја третираа меламинската пена со железен хлорид и кетенблак допиран со азот (спроведување на пелети од саѓи). Тие го карбонизираа овој производ и го извадија со сулфурна киселина. Добиените нанотетраподи обложени со наночестички саѓи имаат многу висока специфична површина, голем број каталитички активни центри (Fe/Fe3C, и CN групи), и многу пори кои овозможуваат брз масовен транспорт. Катодите направени од овој нов материјал за електрода се многу издржливи и одлични перформанси, споредливи со катодите на метална база - по многу пониска цена. Овие можат да претставуваат многу ветувачка почетна точка за новата генерација на евтини и високо ефикасни метално-воздушни батерии и горивни ќелии.
SINOYQX поддржува некои институции и универзитети во Кина за карбонизирање на меламинска пена за намалување на кислородот во горивните ќелии и батериите.
Некои цитирани од http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html