Naukowcom z MIT wsparcia udzielili badacze powiązani z Uniwersytetem w Chicago oraz Argonne National Laboratory. O tym, czego udało im się dokonać w ostatnim czasie, piszą na łamach Nanoscale. Wyznaczonym przez członków zespołu badawczego celem było ograniczenie powstawania pęcherzyków w procesach elektrochemicznych – szczególnie tych, w których elektrody są używane do pozyskiwania produktów chemicznych.
Czytaj też: Chińscy naukowcy stworzyli najpotężniejszy magnes świata. Rewolucja w dziedzinie fizyki?
Zgłębiając tajniki powstawania tych pęcherzyków autorzy doszli do wniosku, iż ich obecność może ograniczać wydajność elektrod. Z tego względu ich zwalczanie mogłoby doprowadzić do poprawy sytuacji. O ile jednak do tej pory panowało przekonanie, jakoby cały obszar elektrody zasłonięty pęcherzykiem podlegał dezaktywacji, tak autorzy nowych badań odkryli coś innego. Przytoczony fenomen występuje tylko tam, gdzie pęcherzyk styka się z powierzchnią.
To spora różnica, ponieważ w takich okolicznościach mówimy o zdecydowanie mniejszym obszarze. Poza tym w grę wchodzą działania mające na celu ograniczenie obszaru występowania styku i osiągnięcie tym sposobem wyższej wydajności. Warto zwrócić uwagę na narzędzie opracowane przez naukowców, przystosowane do automatycznego rozpoznawania i kwantyfikacji pęcherzyków utworzonych na danej powierzchni. Mogą z niego korzystać wszyscy zainteresowani.
Ze względu na mnogość zastosowań elektrod i elektrolizerów poczynione postępy powinny mieć zauważalny wpływ na codzienne życie. W grę wchodzi między innymi produkcja wodoru, czyli ekologicznego paliwa mającego potencjał do zastąpienia jego kopalnych odpowiedników. Poza tym mówi się o technologiach wychwytywania węgla czy produkcji aluminium i innych substancji przydatnych pod kątem przemysłowym.
Zgłębiając tajniki procesu prowadzącego do powstawania pęcherzyków naukowcy mogą sprawić, że zwiększy się wydajność elektrod i elektrolizerów
Każda z przytoczonych dziedzin ma pewien wpływ na zużycie energii elektrycznej oraz powstawanie emisji gazów cieplarnianych. Właśnie dlatego zwiększenie wydajności elektrod powinno mieć pozytywny wpływ na ostateczny bilans. W toku eksperymentów ich autorzy dowiedli, że powierzchnie z szeroko rozstawionymi kropkami napędzały proces powstawania pęcherzyków o dużych rozmiarach, przy jednoczesnych niewielkich obszarach styku powierzchni.
Czytaj też: Czy samochody elektryczne będą ładować się same? To rozwiązanie może odmienić przyszłość elektryków
Umożliwiło to zrozumienie, skąd wynikały dotychczasowe nieścisłości między przewidywaniami a faktyczną sytuacją. W oparciu o obecne informacje naukowcy wiedzą, że powinni dążyć do zminimalizowania obszaru styku pęcherzyków. Aby tego dokonać należy kontrolować morfologię i chemię elektrod. Jak widać, przełom dokonany po kilkudziesięciu latach przynosi realne korzyści. I teraz czas je wprowadzić.