Trong một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature vào ngày 31/1, các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc (USTC) đã báo cáo về những tiến bộ trong việc phát triển pin nhiên liệu hydro có thể thúc đẩy ứng dụng pin cho xe, đặc biệt là trong điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt như mùa đông lạnh.

Hydro được xem là một trong những nguồn năng lượng sạch triển vọng nhất trong tương lai. Pin nhiên liệu hydro có hiệu suất chuyển đổi năng lượng cao và không tạo ra khí thải. Nhưng việc chế tạo pin nhiên liệu hydro gặp nhiều thách thức trong đó có sự cố hỏng hóc của các điện cực pin nhiên liệu do carbon-monoxide (CO).

Hiện nay, hydro chủ yếu có nguồn gốc từ các quá trình chẳng hạn reforming hơi của các hydrocacbon như metanol và khí thiên nhiên. Khí hydro thu được thường chứa 0,5% đến 2% CO. Vì điện cực pin là trung tâm của xe chạy pin nhiên liệu hydro, nên chúng dễ bị nhiễm bẩn do tạp chất khí CO, dẫn đến làm giảm hiệu suất và rút ngắn tuổi thọ pin, cản trở mạnh mẽ ứng dụng pin nhiên liệu cho xe.

Nghiên cứu trước đây xác định phương pháp oxy hóa ưu tiên (PROX) có triển vọng để loại bỏ dư lượng CO từ hydro bằng chất xúc tác. Tuy nhiên, các chất xúc tác PROX hiện có chỉ có thể hoạt động ở nhiệt độ cao (hơn nhiệt độ phòng) và trong phạm vi nhiệt độ hạn chế, cản trở ứng dụng thực tế như xe chạy pin nhiên liệu, thậm chí hoạt động ổn định cả trong những tháng mùa đông.

Giờ đây, nhóm nghiên cứu tại USTC do GS. Junling Lu dẫn đầu, đã thiết kế một cấu trúc mới của hydroxit sắt phân tán nguyên tử trên các hạt nano bạch kim để làm sạch nhiên liệu hydro trong phạm vi nhiệt độ dao động từ 198 đến 380 độ Kelvin. Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng vật liệu này bảo vệ pin nhiên liệu không bị nhiễm bẩn CO ngay cả quá trình khởi động lạnh thường xuyên và hoạt động liên tục ở nhiệt độ rất lạnh.

"Những phát hiện này có thể mở ra kỷ nguyên xe chạy pin nhiên liệu hydro", GS. Lu nói. "Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là sản xuất chất xúc tác hiệu quả - chi phí với hoạt tính và mức độ chọn lọc cao, bảo vệ pin nhiên liệu liên tục và cho phép loại bỏ hoàn toàn CO trong pin nhiên liệu với độ chọn lọc đạt 100% phục vụ cho mục đích rộng hơn".

N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2019-01-scientists-fuel-cells-cold.html#jCp,