Platinwm rhy ddrud? Mae catalydd newydd yn dod â chost celloedd tanwydd i lawr

Mae Imperial College London wedi datblygu cell danwydd hydrogen sy'n defnyddio catalydd wedi'i wneud o haearn yn lle platinwm prin a drud, gan leihau cost celloedd tanwydd hydrogen. Mae'r dechnoleg yn galluogi defnyddio tanwyddau hydrogen yn eang ac yn y pen draw bydd yn rhoi'r byd ar lwybr at allyriadau sero-net trwy leihau allyriadau nwyon tŷ gwydr.

Mae celloedd tanwydd hydrogen yn trosi hydrogen yn drydan a'r unig sgil-gynnyrch yw anwedd dŵr, gan eu gwneud yn ddewis gwyrdd deniadol, yn enwedig ar gyfer y diwydiant modurol. Fodd bynnag, mae eu defnydd eang wedi'i lesteirio'n rhannol gan gost un o'r prif gydrannau. Er mwyn hwyluso'r adweithiau sy'n cynhyrchu trydan, mae celloedd tanwydd yn dibynnu ar gatalyddion platinwm, sy'n ddrud ac yn brin.

Dywedodd yr ymchwilydd arweiniol, yr Athro Anthony Kousenak, o Adran Cemeg Imperial: "Ar hyn o bryd, mae tua 60 y cant o gost un gell danwydd yn dod o gatalyddion platinwm. Er mwyn i gelloedd tanwydd fod yn ddewis amgen gwirioneddol ymarferol i danwydd ffosil, mae angen i ni ddod â nhw. costau i lawr."

Nawr, mae tîm Ewropeaidd dan arweiniad ymchwilwyr yn Imperial College London wedi creu catalydd sy'n defnyddio haearn, carbon a nitrogen yn unig, sef deunydd rhad sydd ar gael yn hawdd, ac wedi dangos y gellir ei ddefnyddio i redeg tanwydd ar fatri pŵer uchel. Cyhoeddwyd eu canfyddiadau yn y cyfnodolyn Nature Catalysis ar y 25ain.

Yn y catalydd newydd hwn, mae'r holl haearn yn cael ei wasgaru mewn matrics carbon dargludol ar ffurf atomau sengl. Mae'r holl atomau ynddo wedi'u clystyru gyda'i gilydd, gan ei wneud yn fwy adweithiol. Mae'r priodweddau hyn yn golygu bod haearn yn hwyluso'r adweithiau sydd eu hangen mewn celloedd tanwydd ac yn lle platinwm. Mewn profion labordy, dangosodd y tîm, mewn system celloedd tanwydd go iawn, fod perfformiad y catalydd haearn un-atom yn agosáu at gatalyddion platinwm.

Yn ogystal, gallai'r dull a ddatblygwyd gan y tîm hefyd fod yn berthnasol i gymwysiadau eraill y tu hwnt i gelloedd tanwydd, megis adweithiau cemegol sy'n defnyddio ocsigen atmosfferig yn hytrach nag ocsidyddion cemegol drud fel adweithyddion, a thriniaeth dŵr gwastraff sy'n defnyddio aer i gael gwared ar lygryddion niweidiol.

Dywedodd y prif awdur Dr Assad Mahmood, o Adran Cemeg Imperial: "Rydym wedi datblygu dull newydd i greu ystod o gatalyddion 'atom sengl', sy'n darparu sylfaen ar gyfer ystod newydd o gemeg ac electrocemeg. Mae'r broses yn cynnig cyfleoedd Yn benodol, defnyddiwyd dull synthetig o'r enw 'trawsfetaliad' sy'n osgoi ffurfio clystyrau haearn yn ystod synthesis. Gall y broses hon fod yn ddefnyddiol i wyddonwyr eraill sy'n ceisio gwneud catalyddion tebyg yn fuddiol."