Карбонизована меламинска пена, коју је представио тим предвођен Јаефхлом Чоом са Националног института за науку и технологију Улсан (Кореја), нови високо ефикасан електрокатализатор за смањење кисеоника у горивим ћелијама и батеријама, пружа решење које је могуће смањити трошкове, али обезбеђује високо ефикасне метално-ваздушне батерије и горивне ћелије.
Тим корејских и америчких научника сада је представио нови материјал за електроде на бази приступачне меламинске пене и угљеничне чађи. Висока порозност значајно олакшава брз транспорт масе, а велики број каталитички активних центара драстично повећава активност смањења кисеоника катода за горивне ћелије и метал-ваздушне батерије.
Реакција која се јавља на катодама горивих ћелија и метално-ваздушних батерија је електрохемијска редукција кисеоника, односно реакција редукције кисеоника (ОРР). Ова реакција је знатно инхибирана због споре брзине, а ефикасност ћелија је нижа него што би могла бити.
Каталитичка катода мора да обезбеди да кисеоник реагује са водом, узимајући електроне да би формирали ОХ- јоне у алкалном раствору. Проблем је у томе што су у сложеном систему који укључује чврсте, течне и гасовите реактанте, транспортни процеси често сувише спори и инхибирају процес, посебно при пражњењу са већом густином струје.
Катоде направљене од порозне угљеничне подлоге (чађе) на којој је фино диспергован каталитички активан метал попут платине могу веома ефикасно да минимизирају ову кинетичку инхибицију. Међутим, они су скупи и нису баш стабилни, што их чини непрактичним за широку примену.
Тим предвођен Џефилом Чоом са Националног института за науку и технологију Улсан (Кореја) и Меилин Лиу са Технолошког института Џорџије (САД) је стога имао за циљ да развије економичнију алтернативу.
Били су инспирисани структуром тетрапода (грчки тетра: четири, подес: стопала) лукобрана да би синтетизовали нови високо ефикасан електрокатализатор. Тетраподи, чије су четири „стопе“ усмерене ка угловима замишљеног тетраедра, конструисани су на обали, као и у близини брана и пристаништа како би се смањила сила таласа који се разбијају о обалу. Ове структуре такође пружају уточиште за морске облике живота у њиховим бројним великим шупљинама. Када се меламинска пена пиролизује и меље малтером и тучком, формира микроскопске фрагменте који подсећају на тетраподе.
Научници су третирали меламинску пену гвожђем хлоридом и азотом допираним кетјенблаком (проводне пелете чађе). Овај производ су карбонисали и екстраховали сумпорном киселином. Добијени нанотетраподи начичкани наночестицама чађе имају веома високу специфичну површину, велики број каталитички активних центара (Фе/Фе3Ц и ЦН групе) и многе поре које омогућавају брз транспорт масе. Катоде направљене од овог новог материјала за електроде су веома издржљиве и одличних перформанси, упоредиве са катодама на бази метала – по много нижој цени. Ово може представљати веома обећавајућу полазну тачку за нову генерацију јефтиних и високо ефикасних метално-ваздушних батерија и горивних ћелија.
SINOYQX подржава неке институције и универзитете у Кини за карбонизацију меламинске пене ради смањења кисеоника у горивним ћелијама и батеријама.
Неки цитирани са http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html