Za sukcesem stoją członkowie międzynarodowego zespołu badawczego, złożonego z przedstawicieli Uniwersytetu w Lejdzie oraz SLAC National Accelerator Laboratory. Wykorzystane przez nich techniki rentgenowskie zapewniły wgląd w to, co dzieje się w obrębie platynowych elektrod. Przyczyny ich przyspieszonej degradacji zostały opisane w artykule zamieszczonym na łamach Nature Materials.
Czytaj też: W nanoskali z wodorem dzieje się coś nietypowego. Naukowcy wreszcie to uwiecznili
Odpowiedź? Sprawcami całego zamieszania są najprawdopodobniej wodorotlenki platyny. To o tyle fascynujące, iż wcześniej przez długi czas brano pod uwagę jony sodu. Poczynione postępy powinny mieć przełożenie na produkcję wodoru oraz projektowanie czujników elektrochemicznych. Potencjalne korzyści powinny być spore, obejmując między innymi redukcję kosztów oraz spotęgowanie wydajności takich technologii.
Korozja trawiąca elektrody platynowe spolaryzowane ujemnie od dawna spędzała inżynierom sen z powiek. Platyna jest bowiem na tyle ważnym składnikiem wykorzystywanym między innymi w elektrolizerach wody, że dokonany w ostatnim czasie przełom mógłby mieć przełożenie na nasze codzienne życie. Mówimy w końcu o paliwie wodorowym, które ma potencjał, aby zrewolucjonizować rynek energetyczny.
Naukowcy z Holandii i Stanów Zjednoczonych próbowali wyjaśnić, dlaczego wykonane z platyny ujemnie spolaryzowane elektrody podlegają zaskakująco szybkiej korozji
Ujemnie spolaryzowane elektrody platynowe są zanurzane w elektrolicie. I choć platyna cechuje się wysoką stabilnością, to i tak podlega degradacji. Sęk w tym, że w przypadku większości metali ujemna polaryzacja zapewnia ochronę przed korozją, lecz tutaj jest zupełnie inaczej. Właśnie dlatego naukowcy od prawie dwudziestu lat głowili się nad genezą tego zjawiska.
Z czasem pojawiły się potencjalne rozwiązania zagadki. Sugerowano na przykład, że wszystko przez jony sodu z roztworu elektrolitu. To one miały tworzyć tzw. platynidy, czyli atomy platyny przenoszące dodatnio naładowane jony sodu. Alternatywne wyjaśnienie odnosiło się natomiast do jonów sodu i wodoru. Takie protony miałyby stać za powstawaniem wodorotlenków platyny.
Do uzyskania odpowiedzi na paląca pytania potrzeba było możliwości wynikających ze spektroskopii rentgenowskiej o wysokiej rozdzielczości energii. Idąc tym tropem członkowie zespołu badawczego przeprowadzili obserwacje aktywnie korodującej platyny. Zestawiając zebrane dane z rezultatami symulacji autorzy mogli postawić sprawę jasno: problemem jest wodorotlenek platyny. Mając tego świadomość inżynierowie powinni być w stanie projektować elementy bardziej odporne na korozję, które będą później stosowane chociażby na potrzeby produkcji wodoru. Ten stanowi obiecujący zamiennik dla paliw kopalnych.