Ao contra¡rio das baterias secunda¡rias que precisam ser recarregadas, as células de combusta­vel são um tipo de sistema de geração de energia ecologicamente correto que produz eletricidade diretamente de reações eletroquímicas usando hidrogaªnio como combusta­vel e oxigaªnio como oxidante. Existem vários tipos de células de combusta­vel, diferindo em temperaturas de operação e materiais eletrola­ticos. As células a combusta­vel de a³xido sãolido (SOFCs), que usam um eletra³lito de cera¢mica, estãorecebendo cada vez mais atenção. Por operarem em altas temperaturas em torno de 700 graus Celsius, oferecem a maior eficiência entre os tipos de células a combusta­vel e também podem ser usadas para produzir hidrogaªnio por decomposição a vapor. Para a comercialização desta tecnologia, énecessa¡rio melhorar ainda mais o desempenho da canãlula, e novos materiais catalisadores de alta temperatura são altamente esperados.

Catalisadores a  base de platina (Pt) demonstram excelente desempenho em reações de eletrodo de canãlula de combusta­vel . Os catalisadores de Pt de a¡tomo aºnico são interessantes devido a  sua funcionalidade única. No entanto, em altas temperaturas, os a¡tomos de Pt não são esta¡veis ​​e se aglomeram facilmente. Portanto, os catalisadores de a¡tomo aºnico de Pt tem sido usados ​​apenas em células a combusta­vel de baixa temperatura , como células a combusta­vel de membrana eletrola­tica de pola­mero, que são usadas para vea­culos elanãtricos de hidrogaªnio.

Uma equipe de pesquisa desenvolveu agora um catalisador que requer apenas uma pequena quantidade de platina para uma melhoria significativa de desempenho e pode operar de forma esta¡vel em altas temperaturas. O Dr. Kyung-Joong Yoon e o pesquisador Ji-Su Shin do Center for Energy Materials Research, juntamente com o professor Yun Jung Lee da Hanyang University, desenvolveram um catalisador de Pt de a¡tomo aºnico que pode ser usado para SOFCs.

Em sua pesquisa, a¡tomos inteiros de platina são distribua­dos uniformemente e funcionam individualmente sem aglomeração, mesmo em altas temperaturas. Foi demonstrado experimentalmente que aumenta a taxa de reação do eletrodo em mais de 10 vezes. Ele também pode operar por mais de 500 horas, mesmo em altas temperaturas de até700 graus Celsius e melhora a geração de energia elanãtrica e o desempenho da produção de hidrogaªnio em três a quatro vezes. Espera-se que acelere a comercialização de células a combusta­vel de a³xido sãolido (SOFCs), a próxima geração de células a combusta­vel ecologicamente corretas.

A equipe de pesquisa da Universidade KIST-Hanyang fez o catalisador de a¡tomo aºnico combinando a¡tomos de platina e nanoparta­culas de a³xido de canãrio (Ce). Cada a¡tomo de platina éindividualmente disperso nasuperfÍcie das nanoparta­culas de a³xido de canãrio, e a ligação forte mantanãm o estado disperso dos a¡tomos por um longo período de tempo, mesmo em altas temperaturas, o que permite que todos os a¡tomos de platina sejam envolvidos na reação. Isto, por sua vez, torna possí­vel melhorar substancialmente a taxa de reação do eletrodo, minimizando a quantidade de platina usada.

Para a fabricação, uma solução contendo a­ons platina e canãrio éinjetada no eletrodo da SOFC, e os catalisadores são sintetizados enquanto a canãlula a combusta­vel estãooperando em alta temperatura. Como a injeção no eletrodo pode ser realizada facilmente sem qualquer equipamento especial, o catalisador recanãm-desenvolvido pode ser aplicado prontamente aos processos de fabricação de células de combusta­vel existentes .

O Dr. Kyung-Joong Yoon da KIST disse: "O catalisador desenvolvido neste estudo pode ser aplicado a uma ampla variedade de células de combusta­vel de a³xido sãolido e dispositivos eletroquímicos de alta temperatura usando um processo fa¡cil e simples de baixo custo, portanto, espera-se que acelerar o desenvolvimento de geração de energia ecola³gica de próxima geração e dispositivos de armazenamento de energia. Com base no fato de que o catalisador de a¡tomo aºnico pode operar de forma esta¡vel mesmo a 700 graus Celsius ou mais, seus campos de aplicação sera£o amplamente expandidos, incluindo alta temperatura reações termoquímicas e reações eletroquímicas de alta temperatura. "