Η αντικατάσταση της ακριβής πλατίνας με τον ταπεινό σίδηρο σε ενεργειακές τεχνολογίες, όπως οι κυψέλες καυσίμου και μπαταριών, που χρησιμοποιούν πολύτιμα μέταλλα ως καταλύτη, είναι εφικτή χάρη σε προηγμένους ηλεκτροκαταλύτες που μελετούν επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Κορνέλ, το Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων και το Εθνικό Κέντρο Έρευνας Φυσικών Επιστημών «Δημόκριτος».
Τις καινοτομίες που αναπτύχθηκαν με στόχο να αλλάξουν το ενεργειακό τοπίο σε πληθώρα συσκευών μετατροπής και αποθήκευσης ενέργειας, παρουσίασε ο καθηγητής Μηχανικής στο Πανεπιστήμιο Κορνέλ και Διευθυντής του Γραφείου Καινοτομίας του ιδρύματος, Εμμανουήλ Γιαννέλης, στην κεντρική ομιλία της εναρκτήριας συνεδρίας του 22ου διεθνούς επιστημονικού συνεδρίου Nanosciences and Nanotechnologies, που εντάσσεται στο πρόγραμμα της NANOTEXNOLOGY 2025.
Όπως εξήγησε ο καθηγητής, σήμερα βασικό πρόβλημα για τις εμπορικά διαθέσιμες ενεργειακές τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων των κυψελών καυσίμου και των μπαταριών, είναι ότι βασίζονται σε πολύτιμα μέταλλα, κυρίως την πλατίνα, που αν και αποτελεσματική, είναι εξαιρετικά ακριβή και παρουσιάζει προβλήματα σταθερότητας με την πάροδο του χρόνου. Αυτές οι παράμετροι επιφέρουν υψηλό κόστος και περιορίζουν την ευρεία υιοθέτηση αυτών των τεχνολογιών.
Οι επιστήμονες που συνεργάστηκαν στο ερευνητικό πρόγραμμα που παρουσίασε ο κ. Γιανέλλης, ανέπτυξαν νέα καταλυτικά συστήματα που αποδίδουν εξίσου καλά με τα συστήματα πλατίνας-άνθρακα, αξιοποιώντας καινοτόμες συνθετικές προσεγγίσεις, όπως οι υπεργολικές αντιδράσεις και οι καταλύτες μονού ατόμου, καθιστώντας τα συστήματα πιο οικονομικά, αποδοτικά και φιλικά προς το περιβάλλον.
Συγκεκριμένα, οι υπεργολικές αντιδράσεις αξιοποιούνται ως εργαλείο για τη δημιουργία υλικών με πολύ υψηλή ειδική επιφάνεια, λόγω της εξαιρετικά έντονης και στιγμιαίας απελευθέρωσης ενέργειας. Όπως εξήγησε ο καθηγητής, οι υπεργολικές αντιδράσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε συστήματα προώθησης αεροσκαφών και πυραύλων, πραγματοποιούνται με την ανάμειξη ενός οργανικού καυσίμου και ενός οξειδωτικού, που αναφλέγονται αυτόματα με την επαφή, απελευθερώνοντας τεράστια ποσότητα ενέργειας.
Ο ερευνητής Νικόλαος Χαλμπές και η ομάδα του στο Πανεπιστήμιο Ιωαννίνων αξιοποίησαν αυτή την εκρηκτική ενέργεια για να συνθέσουν μη πορώδη υλικά, με εφαρμογές στην ηλεκτροκατάλυση, ενώ η μέθοδος προσφέρει ταχεία δημιουργία προϊόντος και εξοικονόμηση ενέργειας.
Περαιτέρω, ο κ. Γιανέλλης επισήμανε ότι η έρευνα στρέφεται στη βελτιστοποίηση της δομής και της σταθερότητας των καταλυτών μονού ατόμου, προσφέροντας αποτελεσματική αξιοποίηση των ενεργών κέντρων και ενισχύοντας τη δραστικότητα, τη σταθερότητα και την εκλεκτικότητα του καταλύτη.
Οι καταλύτες μεταλλικών νανοσωματιδίων σε πορώδη υποστρώματα (π.χ. άνθρακες ή άνθρακες προσμιγμένοι με άζωτο) έχουν μελετηθεί για διάφορες εφαρμογές μετατροπής και αποθήκευσης ενέργειας. Ωστόσο, προκλήσεις αποτελούν το υψηλό κόστος της πλατίνας και η διάβρωση του άνθρακα. Για τον λόγο αυτό, η επιστημονική κοινότητα έχει επικεντρωθεί στην ανάπτυξη καταλυτών από εναλλακτικά μέταλλα, με στόχο την αντικατάσταση των πολύτιμων μετάλλων, όπως η πλατίνα.
Ο κ. Γιανέλλης αναφέρθηκε στην ανάπτυξη καταλυτών βασισμένων σε Fe-N4 δομές ενσωματωμένες σε πορώδη άνθρακα, με νανοσωματίδια νιτριδίου τιτανίου. Αυτή η εναλλακτική λύση είναι υποσχόμενη, φθηνή και αποδοτική, ειδικά στην αντίδραση αναγωγής οξυγόνου.
Τις εργασίες του διεθνούς συνεδρίου άνοιξε καλωσορίζοντας τους συμμετέχοντες ο ιδρυτής και διευθυντής του Εργαστηρίου Νανοτεχνολογίας LTFN του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και πρόεδρος του συνεδρίου NANOTEXNOLOGY, καθηγητής Στέργιος Λογοθετίδης. Σήμερα το απόγευμα θα πραγματοποιηθεί η επίσημη εναρκτήρια εκδήλωση του NANOTEXNOLOGY με προσκεκλημένους διεθνούς φήμης ειδικούς.
On camera δηλώσεις:
https://www.amna.gr/video-services/544358/Corporate%20Videos (YouTube)
https://www.youtube.com/user/AMNAwebTV (YouTube)
Πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ
