Yale Üniversitesi’nden bir kimyager ekibi, yeni nesil yakıt pillerinde hayati önem taşıyabilecek elektrikle çalışan moleküler katalizörleri tasarlamak için bir yapı geliştirdi.
Elektrokatalizörler olarak da adlandırılan bu maddeler, yol boyunca enerji girdisini azaltarak bir kimyasal reaksiyon oranını artırır. Yakıt hücrelerinde elektrokatalizörler, enerjiyi üretme, dönüştürme ve depolama verimliliğini artırmak için kullanılabilir.
ACS Central Science dergisindeki yeni bir araştırmada, Yale Profesörü James Mayer, Lisansüstü Öğrencisi Michael Pegis, eski Yale Postdoc Bradley McKeown ve diğer dört kurumdaki meslektaşları, enerji kayıplarını azaltarak elektrokatalizörleri iyileştirmenin çeşitli yollarını inceledi. Mayer, Yale’de kimyacı Charlotte Fitch, Roberts Profesörü ve makalenin ilgili yazarı Pegis gazetenin ilk yazarıdır.
Pegis, “Bu katalitik sistemlerle, oksijeni suya dönüştürmek ve verimli sistemleri tasarlamak için yeni yaklaşımlar hayal etmemizi sağlayan atom seviyesinde bir anlayış geliştiriyoruz” dedi.
Araştırmacılar, bu durumda, oksijenden suya olan kimyasal reaksiyonun, yakıt hücresi teknolojileriyle ilerlemesinde kritik rol oynadığını belirtti. Yakıt hücreleri, kimyasal bağların enerjisini elektrik şeklinde harekete geçirir ve dizüstü bilgisayarları, otomobilleri ve evleri çalıştırabilir.
Pegis, “Bu bulgunun kilit noktası, gelecekteki katalizör tasarımı için kurallar sağlamasıdır” dedi. “Moleküler elektrot katalizörleri ile oksijen aktivasyonu on yıllardır araştırılmış ancak çok az sayıda rapor, gelecekteki araştırmalara rehberlik edecek rasyonel tasarım ilkelerini aydınlatmıştır. Katalizör yapısı ve aktivite arasındaki ilişkileri belirleyerek muazzam bir bakış açısı kazandık ve şimdi verimliliği artırmak için hangi motiflerin gerekli olması gerektiğini ele aldık. ”
Bu araştırmanın önemli bir özelliği, protonların yanı sıra elektron akışına da vurgu yapılması olduğunu belirtti.
Araştırmanın diğer yazarları, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarından Neeraj Kumar ve Simone Raugei, Güney Florida Üniversitesi’nden Kai Lang, Washington Üniversitesi’nden Derek Wasylenko ve Boston Üniversitesi’nden X. Peter Zhang’dır.
