Rau bina có thể là chìa khóa để giảm chi phí sản xuất pin nhiên liệu

Nghiên cứu về việc sử dụng rau bina để chế tạo pin nhiên liệu được tiến hành bởi một nhóm nghiên cứu do Shozon Elephant thuộc Khoa Hóa học, Đại học Mỹ đứng đầu.

Như đã biết, pin nhiên liệu được kỳ vọng sẽ được ứng dụng như một nguồn năng lượng với hiệu suất phát điện cao, nhưng nhược điểm là vật liệu chế tạo đắt nên cản trở việc sử dụng rộng rãi.

Bạch kim được sử dụng làm chất xúc tác điện cực trong pin nhiên liệu để đạt được hiệu suất phát điện cao. Tuy nhiên, vì bạch kim rất hiếm và đắt tiền nên bản thân pin nhiên liệu cũng trở nên đắt đỏ, điều này đã cản trở sự phổ biến của dòng pin nhiên liệu.

Nhiều nhà nghiên cứu đã tạo ra các chất xúc tác thay thế cho bạch kim để giảm giá thành, nhưng chúng không hiệu quả về mặt chi phí, và hầu hết chưa được đưa vào sử dụng thực tế.

Nhóm nghiên cứu của Shozon Elephant và cộng sự đã chọn rau bina làm chất thay thế rẻ tiền cho bạch kim. Cụ thể, họ bắt đầu nghiên cứu để sản xuất chất xúc tác carbon cao có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu, dựa trên rau bina mua ở siêu thị địa phương.

Shozon Elephant cho biết, rau bina được chọn từ một số nguồn vì hàm lượng sắt và nitơ cao. Một lý do khác là rau bina là một nguồn tài nguyên sinh khối tái tạo cực tốt.
“Nó rõ ràng là rẻ hơn so với bạch kim và không khó trồng. Tính bền vững là một yếu tố rất quan trọng”.

Việc sản xuất chất xúc tác điện cực dựa trên rau bina tương tự như một phần công thức để làm sinh tố. Để sử dụng rau bina như một chất xúc tác, trước tiên, rửa sạch lá rau bina tươi, cho vào máy xay sinh tố để tạo thành chất lỏng và đông khô hỗn hợp. Tiếp theo, melamine được thêm vào như một chất gia tốc ủ nitơ vào sản phẩm đông khô đã được nghiền thành bột.

Hơn nữa, natri clorua và kali clorua cũng được thêm vào, và chất xúc tác được sản xuất bằng cách phân hủy nhiệt vật liệu đó nhiều lần ở nhiệt độ cao 900 độ C để tạo thành bảng nano điện cực.

Một trong những thách thức là tính bền vững, Shozon Elephant nhấn mạnh. Vì cần nhiệt độ cao 900 độ để tạo ra chất xúc tác cho rau bina, việc sinh nhiệt dẫn đến phát thải khí cacbonic, vì vậy việc nâng cao hiệu quả năng lượng trong quá trình sản xuất cũng là một vấn đề.

Một vấn đề khác là nồng độ ion hydro càng gần với kiềm thì hiệu suất của chất xúc tác rau bina càng cao, nhưng càng gần với độ axit thì hiệu suất của nó càng kém. Duy trì hiệu quả của chất xúc tác rau bina cũng là một vấn đề đáng để quan tâm khi thực hiện nghiên cứu này.

“Nhóm nghiên cứu đã hoàn thành một mẫu thử nghiệm chất xúc tác điện cực làm từ rau bina, nhưng phòng thí nghiệm của nhóm hiện không có đủ chuyên môn để thực hiện thử nghiệm chuyên sâu tiếp theo”, Shozon Elephant thành thật nói.

“Thử nghiệm chất xúc tác rau bina là một bước đi cần thiết, vì vậy chúng tôi đang nghĩ đến việc hợp tác với các nhóm nghiên cứu khác và tích lũy thêm kiến thức chuyên môn trong công trình này”.

Theo Gigazine