Oleylamine sleutel tot betere katalysator voor brandstofcel

Amerikaanse chemici zijn er in geslaagd om palladium-katalysatordeeltjes voor brandstofcellen te maken met een 40 procent groter specifiek oppervlak dan de huidige commerciële producten. Ze gaan ook nog eens vier keer zo lang mee, schrijven Vismadeb Mazunder en Shouheng Sun (Brown University) op de website van JACS.

De nanodeeltjes waren bedoeld voor een brandstofcel die elektrische energie wint uit de oxidatie van mierenzuur. Palladium is daarvoor een zeer geschikte katalysator: goedkoper dan platina, en mder gevoelig voor koolstofmonoxidevergiftiging.

Het eerste probleem is om palladium-nanodeeltjes zo te synthetiseren dat ze niet meteen aan elkaar klonteren. Dat kun je bereiken door oppervlakte-actieve stoffen toe te voegen die de gevormde deeltjes stabiliseren.

Vervogens deponeer je die deeltjes op de koolstofanode van de brandstofcel. En dan komt het tweede probleem om de hoek kijken: hoe was je de oppervlakte-actieve stoffen er weer af zonder dat de deeltjes alsnog gaan klonteren? Met de tot nu toe gebruikte stoffen lukte dat eigenlijk nauwelijks.

De Amerikanen zijn er nu in geslaagd om palladiumdeeltjes te maken door reductie van palladiumacetylacetonaat (Pd(acac)₂) met oleylamine als oplosmiddel, reductor én oppervlakte-actieve stof. Er ontstonden deeltjes met een dameter van 4,5 nm.

Het voordeel is dat de binding met de oleylamineliganden relatief zwak is. Na depositie op de anode kun je ze simpelweg wegspoelen met azijnzuur zonder dat klontering of andere beschadiging van de katalysatordeeltjes optreedt.

bron: Brown University