(Phys.org) —En utilisant le synchrotron Canadian Light Source (CLS), les chercheurs ont découvert un moyen de créer des piles à combustible moins chères en divisant le platine métal normalement coûteux en nanoparticules (ou même en atomes simples) pour une utilisation dans tout, des automobiles aux ordinateurs.
Les résultats de la recherche, dirigé par Xueliang (Andy) Sun et Tsun-Kong (T.K.) Sham de l'Université Western, ont été publiés récemment par Rapports scientifiques , La nature est en ligne, accès libre, publication multidisciplinaire :"Single-atom Catalysis Using Pt/Graphene Achieved through Atomic Layer Deposition."
Après avoir collaboré avec des chercheurs de l'Université McMaster, le synchrotron CLS, et Ballard Power Systems Inc., Sun et Sham ont développé une méthode d'utilisation du dépôt de couche atomique (ALD). Cette technique de science des surfaces est utilisée pour déposer des composés chimiques, pour créer des catalyseurs à un seul atome. Il s'agit d'une aubaine majeure pour la bataille à trois têtes contre la demande énergétique mondiale, épuisement des réserves de combustibles fossiles, et les problèmes de pollution de l'environnement.
"Platine, ce qui est très cher, est souvent utilisé comme catalyseur mais seuls les atomes de surface font le travail, " dit Soleil, Chaire de recherche du Canada en nanomatériaux pour la conversion et le stockage d'énergie. "Le reste des atomes, en dessous de la surface, n'ont aucune fonction de catalyseur, vous payez donc essentiellement pour 100 pour cent du platine mais en utilisant seulement 10 à 20 pour cent. »
"En dispersant le platine, chacun des atomes augmente l'efficacité, " dit Sham, Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et le rayonnement synchrotron. « Disperser du platine en a également beaucoup plus pour notre argent, qui fait le gouvernement, l'industrie et les consommateurs très satisfaits."
Sham dit que le rayonnement synchrotron et un microscope électronique à transmission ultra-haute résolution jouent un rôle important dans le suivi des propriétés chimiques du platine et de ses performances, expliquant que la technique divise essentiellement le platine en parties aussi "petites que possible", ainsi la surface peut être maximisée.
Les scientifiques ont pu trouver ces résultats en utilisant la ligne de faisceaux de microanalyse à rayons X durs (HXMA) du CLS - l'une des meilleures installations au monde pour la recherche sur les piles à combustible, déclare le directeur des sciences industrielles de CLS, Jeff Cutler.
« Faire progresser la technologie des piles à combustible est un mandat extrêmement important pour les scientifiques, " dit Cutler. " Le synchrotron CLS est l'une des meilleures installations au monde pour mener ce type de recherche sur les nanomatériaux et Ballard Power Systems est l'une des principales sociétés de technologie des piles à combustible. En travaillant avec ce partenaire industriel, nous espérons leur fournir des informations qui seront importantes pour la production de la prochaine génération de piles à combustible. »
Siyu Ye, Chercheur principal chez Ballard Power Systems, pense que la collaboration a été la clé pour obtenir de bons résultats.
« Ballard Power Systems Inc. est un chef de file mondial de la technologie des piles à combustible et en travaillant avec des chercheurs de la Canadian Light Source, Université Western et Université McMaster, nous avons pu faire de grands progrès vers la production de catalyseurs de pile à combustible moins chers et plus efficaces, " dit Ye. " Le platine est un matériau précieux mais un formidable catalyseur. En utilisant moins de ce matériau de manière plus efficace, les piles à combustible peuvent être rendues plus rentables, et ainsi soutenir une commercialisation à grande échelle."
