Platinalle kehitettiin edullinen ja tehokas haastaja
Yksi uusiutuvan energian käytön lisäämiseen liittyvistä haasteista on sähköenergian varastoiminen.
Elektrolyyserissä, joka varastoi sähköenergian kemialliseksi yhdisteeksi, elektrokatalyyttinä on perinteisesti käytetty harvinaista ja kallista platinaa. Nyt Aalto-yliopiston tutkijat ovat onnistuneet kehittämään sille edullisen ja tehokkaan vastineen.
– Kehitimme elektrokatalyytin, joka koostuu raudasta ja hiilestä. Nyt sama aiemmin platinalla saatu tehokkuus saadaan halvemmalla materiaalilla. Energian varastoinnissa elektrolyyserillä lähes 40 prosenttia materiaalikustannuksista tulee elektrokatalyytista, tutkijatohtori Tanja Kallio kertoo.
Tutkimustulokset julkaistiin 12.2.2015 ilmestyneessä Angewandte Chemie -lehdessä.
Elektronimikroskoopilla otettu kuva hiilinanoputkikantajaan kiinnittyneestä grafeenikerroksen peittämästä rautakatalyytistä. Katalyytin aktiivisuuden ja kestävyyden tutkimiseen käytetään sähkökemiallista kennoa.
Häviöt pienenevät
Valmistusprosessi on kehitetty yhteistyössä Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun professori Esko Kauppisen tutkimusryhmän kanssa. Ryhmän kehittämä hiilinanoputki johtaa sähköä erittäin hyvin ja toimii kantajana, eli aineena, jonka pinnalle katalyytti on kiinnitetty. Nyt lisätty, vain yhden hiilikerroksen ympäröimä rauta, toimii katalyyttinä. Valmistusprosessi on yksivaiheinen.
– Lopputuotteessa rauta on grafeenin peittämä. Valmistusmenetelmää on muokattu niin, että elektrokatalyytista on saatu hyvin aktiivinen. Aktiivisuudella tarkoitamme sitä, kuinka pienellä energialla sähköenergiaa varastoidaan vedyksi. Siten kemiallisen varastoinnin häviöt ovat pienemmät ja prosessi on taloudellisesti kannattavaa.
Tutkimus on tehty Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulussa professori Kari Laasosen ja tutkijatohtori Tanja Kallion ryhmissä yhteistyössä professori Esko Kauppisen kanssa. Tutkimusta on rahoittanut Aalto-yliopiston AEF-ohjelma (Aalto Energy Efficiency Research Programme).
Lisätietoja:
Tutkijatohtori Tanja Kallio
tanja.kallio@aalto.fi
puh. 050 563 7567
Professori Kari Laasonen
kari.laasonen@aalto.fi
puh. 040 557 0044
Lue lisää uutisia
Ideasta liiketoiminnaksi: ”Tarkempi ennuste vaatii uudenlaista dataa”
Aallon opiskelijoille suunnattu innovaatioapuraha antoi yrityksen perustajille resursseja kehittää ja testata konseptia.
Ideasta liiketoiminnaksi: ”Kohtasin todellisen ongelman ja tartuin toimeen”
Opiskelijoille suunnattu innovaatioapuraha mahdollisti toimivan prototyypin rakentamisen.
Uusia tutkimuseettisiä suosituksia – Alueina tekoäly tutkimuksessa sekä luonto ja ympäristö
Tutkija, tutustu uusiin suosituksiin ja perehdy myös muuhun tutkimuksen eettiseen ohjeistukseen.