– Pengembangan teknologi untuk mengurangi konsumsi platinum sebesar 1/5 dari sel bahan bakar yang ada

Diagram skema peralatan pelapisan elektrospray nosel tunggal dan multi nosel.[한국에너지기술연구원 제공]

[헤럴드경제=구본혁 기자] Sebuah tim peneliti Korea telah mengembangkan teknologi sumber yang dapat menurunkan biaya unit sel bahan bakar MEA (perakitan elektroda membran) untuk transportasi/bangunan hingga 30%, dan mentransfer teknologi tersebut ke perusahaan kecil dan menengah di Korea.

Pada tanggal 22, Institut Riset Energi Korea mengadakan upacara penandatanganan kontrak transfer teknologi dengan Vinatech untuk ‘Teknologi dan Pengetahuan Inti Produksi Massal MEA Sel Bahan Bakar Elektrostatik Electrospray’.

MEA yang ada diproduksi dalam bentuk campuran katalis platinum dan ionomer Nafion melalui proses slurry selama produksi massal. Namun, selama proses dispersi/pelapisan/pengeringan bubur katalis, terjadi agregasi ionomer, yang memperburuk aksesibilitas ionomer Nafion ke permukaan katalis platina, meningkatkan resistensi transfer oksigen dan menurunkan aktivitas katalis. Selain itu, karena metode pelapisan transfer tidak langsung elektroda diadopsi, metode ini memiliki kelemahan dalam hal produktivitas massa (kecepatan produksi, area yang luas).

Untuk mengatasi kekurangan ini, tim peneliti yang dipimpin oleh Dr. Jeong Jeong-young dari Pusat Penelitian Energi Korea untuk Demonstrasi Sel Bahan Bakar telah mengamankan teknologi asli untuk mengurangi konsumsi platinum melalui penyemprot listrik dan mengembangkan teknologi inti untuk produksi massal MEA area luas menggunakan metode multi nozzle.

Tim peneliti merancang elektroda vertikal baru yang membentuk ionomer Nafion yang tipis dan seragam dengan mengontrol secara tepat ionomer pada permukaan elektroda melalui proses elektrostatik electrospray. Dalam proses electrospray, dimungkinkan untuk terus mempertahankan dispersi tinggi dari katalis dan ionomer karena gaya tolak listrik yang terbentuk dengan menerapkan potensi tinggi dalam tinta elektroda. Melalui ini, tingkat keracunan katalis platinum yang digunakan pada lapisan elektroda berkurang dan tingkat pemanfaatan dimaksimalkan lebih dari tiga kali lipat dibandingkan dengan yang sudah ada.

Selain itu, kinerja dan daya tahan operasi sel bahan bakar dapat ditingkatkan dengan mudah mengeluarkan air yang dihasilkan dari dalam, yang sulit dihilangkan selama pengoperasian sel bahan bakar.

Gambar aksi langsung implementasi pelapisan elektrostatik elektrostatik multi-cabang. Uji stabilitas pelapisan jangka panjang (kiri), uji implementasi dengan gerakan nozzle-ke-substrat dalam proses pelapisan nyata (kanan). [한국에너지기술연구원 제공]

Dengan secara dramatis mengurangi jumlah platinum yang digunakan oleh tim peneliti menjadi 20% dari MEA komersial melalui teknologi yang dikembangkan oleh tim peneliti, tujuan teknis yang ditetapkan oleh Departemen Energi AS (US DOE) tercapai lebih awal. Selain itu, metode yang dikembangkan adalah metode pelapisan elektroda langsung, yang memiliki proses sederhana dan skalabilitas yang sangat baik. Dengan menggunakan metode multi-nosel, biaya pemasangan fasilitas produksi massal dapat dikurangi setengahnya, dan kecepatan produksi massal dapat ditingkatkan lebih dari dua kali.

“Melalui penelitian ini, kami telah mengamankan teknologi inti untuk produksi massal MEA generasi mendatang yang dapat mengurangi biaya unit sel bahan bakar MEA untuk kendaraan dan bangunan lebih dari 30%,” kata Dr. Ini dapat sangat meningkatkan massa teknologi produksi dan daya saing produk perusahaan dalam negeri menuntut,” katanya.

[email protected]