Thay thế bạch kim bằng thép không rỉ trong quy trình sản xuất pin điện phân vi sinh
Thứ năm, 26/03/2009 00:00
Bạch kim vừa là một kim loại quý của lĩnh vực thời trang, lại vừa là một chấtxúc tác rất hữu hích. Nhưng trong cả hai lĩnh vực, nó đều có giá thành rất cao.Hiện tại, một nhóm nghiên cứu của Bang Penn, Mỹ, vừa tìm ra một phương pháp thaythế chất xúc tác bạch kim ở các loại pin điện phân vi sinh sản sinh hyđro bằngcác búi thép không rỉ mà không làm giảm hiệu suất.
Nhóm nghiên cứu cho biết, các catốt búi thép không rỉ có thể sản sinh ra hydrô ở các mức hiệu suất tương đương với những mức đạt được bằng pin dải cácbon xúc tác bạch kim. Các búi thép được chế tạo từ thép không rỉ 304, có một lõi thép không rỉ vặn xoắn và được chế tạo bằng một máy chế tạo búi thép công nghiệp. Với độ dài 2,54 cm và đường kính 2,54 cm, các búi thép có diện tích bề mặt đạt 122 cm2. Theo nhóm nghiêu cứu, để sản xuất hyđro từ các pin điện phân vi sinh sử dụng vật liệu hữu cơ, cần phải có một lượng điện nhỏ. Mặc dù các pin điện phân sẽ sản sinh ra năng lượng nhiều hơn mức cần thiết để tạo ra phản ứng, nhưng không có năng lượng bổ sung thì chúng sẽ không sản sinh ra hyđro. Nhóm nghiên cứu cũng nhận thấy catốt búi thép không rỉ cần được đặt rất gần với anốt búi sợi graphit để đạt hiệu ứng tối đa. Bổ sung một điện thế 0,6 vôn, nhóm nghiên cứu tạo ra được 5,5 amp/0,3m3 sử dụng các catốt thép không rỉ. Đạt được kết quả này là nhờ việc sử dụng cả các búi catốt và anốt được cắt làm đôi và đặt sát với nhau.
Nhóm nghiên cứu cho biết, các búi thép không rỉ có tiềm năng rất lớn vì chúng có các tỷ trọng dòng điện cao và mức phục hồi năng lượng lớn. Chỉ có một rắc rối là các búi thép không rỉ có xu hướng giữ lại các bóng hyđro, làm giảm bề mặt hoạt tính của búi thép. Hyđro bị mắc lại cũng tồn tại trong khoang phản ứng lâu hơn và vì thế sẵn có cho các vi sinh vật tiêu thụ hyđro.
Nhóm cho rằng, mặc dù cần nhiều thép không rỉ để chế tạo các búi thép không rỉ hơn là lượng bạch kim sử dụng làm chất xúc tác ở các catốt dải cacbon, nhưng do sự khác biệt lớn giữa giá thành của bạch kim và thép không rỉ, nên các búi thép không rỉ rẻ hơn gấp 5 lần so với các catốt xúc tác bạch kim.
Theo Tạp chí HĐKH