חוקרים ביפן מצאו שהוספת מעט קפאין יכולה לשפר משמעותית את יעילותם של תאי דלק – אחת הטכנולוגיות המבטיחות ביותר לעתיד תחום האנרגיה, שחברות הרכב היפניות טוענות כבר זמן רב כי היא החלופה האמתית היחידה למכוניות מבוססות דלקי מאובנים. שימוש חכם בקפאין מפחית את הצורך בפלטינה יקרה באלקטרודות של תאים, מה שעשוי להפוך את תאי הדלק לחסכוניים יותר עבור כלי רכב חשמליים ויישומים אחרים.
המחקר, שפורסם בכתב העת Communications Chemistry לפני שבועיים, מתמקד בשיפור תגובת הפחתת החמצן, המתרחשת בקתודה של תא דלק. תגובה זו, המשלבת חמצן עם יוני מימן ואלקטרונים כדי לייצר מים כתוצר לוואי, מזורזת על ידי אלקטרודות פלטינה. עם זאת, היווצרות המים עלולה לגרום לפלטינה לנזק לאורך זמן, וליצור שכבת בידוד של פלטינה הידרוקסיד, שמפריעה לתהליך. כדי לשמור על יעילות, תאי דלק דורשים בדרך כלל עומסי פלטינה גבוהים מאוד, מה שמעלה את העלויות בצורה ניכרת.
כאן נכנס הקפאין ונותן זריקת מרץ לתחום. חוקרים מאוניברסיטת צ'יבַּה גילו שהוספת קפאין לאלקטרוליט של תאי דלק הגבירה באופן דרמטי את תהליך תגובת הפחתת החמצן על אלקטרודות הפלטינה עד פי 11 בהשוואה ליעילות התהליך ללא קפאין.
הקפאין יוצר שכבה הידרופובית, לכומר דוחת מים, על פני האלקטרודה, מה שמונע את הצטברות הפלטינה הידרוקסיד הבעייתית. כך, נדרשת הרבה פחות מהמתכת הנדירה והיקרה כדי להניע את התגובה ביעילות.
ההשפעה היתה תלוית-כיוון, ועבדה בצורה הטובה ביותר על תצורות אטומיות ספציפיות של פלטינה, אך תוספת הקפאין יכולה לעזור למתכנני תאי דלק לייעל אלקטרודות לביצועים מקסימליים תוך שימוש בפחות פלטינה, שמחירה נכון להיום כ-940 דולר (3,288 שקל) לאונקיה, ולכן כל הפחתה קלה בשימוש בה משמעותי מבחינה כספית.
טעינו? נתקן! אם מצאתם טעות בכתבה, נשמח שתשתפו אותנו