Penggunaan Platinum Dalam Sel Fuel

Oleh : Prof. Ir. Dr. Siti kartom Kamarudin, Siti Hasanah Osman & Dr. Norazuwana Shaari
Institut Sel Fuel, Universiti Kebangsaan Malaysia

Sel fuel hidrogen telah lama digunakan untuk menggerakkan penerbangan angkasa lepas dan kini digunakan dalam pengangkutan awam metropolitan. Dengan kehadiran pemangkin platinum, tindak balas kimia berlaku antara fuel hidrogen dan oksigen daripada udara untuk menghasilkan tenaga elektrik dan air dalam sistem sel fuel. Hidrogen merupakan elemen yang sukar dikendalikan dalam kuantiti yang banyak, walaupun ia adalah unsur yang paling banyak dalam alam semesta. Tambahan lagi, platinum adalah logam yang terhad dan mahal.

Partikel nano bagi platinum adalah “kasar“, yang meningkatkan saiznya dan mengurangkan luas permukaannya lalu mengurangkan kereaktifannya. Walau bagaimanapun, sukar untuk mengenal pasti punca asas kepada proses yang membawa kepada kekasaran ini oleh kerana ketidakupayaan dan keterbatasan teknologi sedia ada.

Teknik sintesis baru seperti pengurangan impreganasi H₂, pengurangan poliol, mikroemulsi, nano- kapsul, pirolisis semburan dan sintesis fasa akueus yang baru dibangunkan mungkin efektif untuk mengenal pasti lokasi pembawa karbon yang mana platinum menjadi kasar serta tahap voltan yang dihasilkan sepanjang proses pengasaran berlaku. Teknik sintesis bukan akueus biasanya rumit, tidak mesra alam dan tidak kos efektif untuk fabrikasi berskala. Prestasi dan jangka hayat pemangkin platinum serta timbunan sel fuel boleh dipertingkatkan melalui R&D dengan bantuan analisis komprehensif ini dalam Rajah 1.

Manakala, teknik tradisional digunakan untuk memerhatikan zarah nano platinum serta membandingkan zarah platinum pra dan selepas tindak balas pada kedudukan tetap. Dengan menggunakan teknik ini, didapati bahawa nanopartikel platinum pasca bertindak balas dengan lebih kasar dan kurang reaktif. Berdasarkan ketidakupayaan untuk melihat proses tingkah laku sebelum kekasaran punca pengurangan ini hanya boleh dibuat spekulasi.

Sebaliknya, kaedah pemerhatian baru menggunakan teknologi sistem elektromekanikal mikro bagi membina sel elektrokimia kecil bersaiz milimeter boleh digunakan dalam persekitaran dan keadaan tepat yang berlaku dalam sel fuel. Baru-baru ini, gabungan teknik yang dicipta untuk melihat perubahan voltan kepada bahan telah menggunakan mikroskop elektron penghantaran, membolehkan proses kekasaran diperhatikan dalam masa nyata pada semua fasa semasa elektrik dihasilkan.

Pendekatan ini boleh digunakan untuk mengkaji hubungan antara variasi voltan semasa memandu sebagai contoh, perubahan voltan semasa permulaan, melahu, beban berat, memecut, dan nyahpecutan serta perubahan dalam tingkah laku nanozarah platinum.

Kredit Foto : carsifu