Platyn kluczem do wydajnych ogniw paliwowych dla centrów danych

Rosnąca liczba centrów danych w Stanach Zjednoczonych generuje ogromne zapotrzebowanie na energię elektryczną, zarówno do zasilania, jak i chłodzenia. Według Electric Power Research Institute, do 2030 roku centra danych mogą odpowiadać za nawet 9% rocznego zużycia energii elektrycznej w USA, w porównaniu z 4% w 2023 roku. To skłania naukowców do poszukiwania rozwiązań, które odciążą sieć energetyczną.

Międzynarodowy zespół badawczy pod kierownictwem profesora Gang Wu z McKelvey School of Engineering na Washington University w St. Louis opracował nowatorskie podejście do ogniw paliwowych, które może umożliwić centrom danych samowystarczalność energetyczną. Wyniki badań, opublikowane 6 sierpnia 2026 roku w czasopiśmie „Nature Nanotechnology”, opisują nowy typ katalizatora, który znacząco poprawia wydajność i trwałość ogniw paliwowych.

Ogniwa paliwowe przekształcają wodór i tlen w energię elektryczną, wodę i ciepło, ale kluczową rolę odgrywa w nich katalizator – najczęściej platyna. Problem polega na tym, że platyna w postaci nanocząstek, które zwiększają powierzchnię reakcji, ma tendencję do degradacji podczas pracy ogniwa. Tradycyjne metody syntezy, takie jak wyżarzanie w temperaturach poniżej 700°C, nie pozwalają na uzyskanie optymalnej struktury krystalicznej, co ogranicza wydajność.

Reklama

Zespół Wu opracował specjalne, nanostrukturalne podłoże węglowe z porowatymi, pustymi w środku kulami i radialnymi kanałami, które umożliwiają tworzenie nanocząstek platyny-kobaltu o wysokiej gęstości, zachowując ich jednorodne rozmieszczenie nawet w temperaturze 1000°C. Dzięki temu katalizator zachowuje 85% wydajności po 150 000 cykli napięcia, co odpowiada około 25 000 godzinom pracy.

„Nasza strategia polega na wykorzystaniu nowej nanostruktury węglowej do syntezy nanocząstek międzymetalicznych platyny i kobaltu, co pozwala zmniejszyć ilość metali szlachetnych oraz poprawić aktywność i stabilność” – wyjaśnia Wu. Badacz podkreśla, że otwarta struktura kanałów ułatwia dystrybucję jonów i transport protonów, tlenu i wody, co przekłada się na lepsze osiągi.

Profesor Wu złożył już wniosek patentowy na tę technologię za pośrednictwem biura zarządzania technologią uniwersytetu. Dalsze prace, we współpracy z przemysłem, mogą przyczynić się do wdrożenia ogniw paliwowych jako niezawodnego źródła zasilania dla centrów danych, zmniejszając ich obciążenie dla sieci elektroenergetycznej.

Źródło: El Periódico de la Energía

Fot. elperiodicodelaenergia.com