Forskare har utvecklat en ny metod för att tillverka bränslecellsmembran genom att använda fästen i nanoskala, vilket kan öppna för billiga, högeffektiva bränsleceller, som också är lättare att tillverka.
Bränsleceller har olika inre funktionssätt, men i princip alla bygger på att väte och syre blandas för att få till stånd en kemisk reaktion, som genererar användbar el och vatten som biprodukt. En av de mest effektiva bränslecellstyperna är protonväxlingsmembran-bränslecellen (PEM), som arbetar vid så låga temperaturer att den kan användas i fordon och vanliga hushåll.
För att generera el har PEM-bränsleceller två kemiska sektioner separerade av ett permeabelt katalysatormembran. Membranet fungerar som en elektrolyt: en negativ elektrod är kopplad till ena änden av membranet och en positiv elektrod är fäst till den andra. Elektrolytmembranet är som regel baserat på ett polymer av perfluorsulfonsyra. På grund av dess höga kostnad tittar många på billigare kolvätebaserad elektrolytmembran.
Den stora utmaningen har hittills varit att fästanordningen mellan elektroden och membranet varit för klen. Det leder till att membranet delaminerar och förlorar prestanda med ökad användning.
Ett forskarteam vid Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) har nu utvecklat ett fästsystem som håller ihop de två materialen mekaniskt i stället för kemiskt, vilket kan bana väg för utveckling av en ny typ av bränslecellsmembran som är både är billigare och lättare att tillverkare samt även starkare och effektivare.
Forskarna har uppnått det genom att gjuta ett mönster av små cylindriska pelare på kolvätemembranet. Pelarna skjuts in i en del av elektroden som värmts upp och blivit mjuk. Denna mekaniska fästanordning blir starkare då materialet sedan kyls ned och absorberar vatten. Enligt forskarna är fästanordningen fem gånger starkare än konkurrerande system.
