Busa melamin berkarbonasi, diperkenalkan oleh tim yang dipimpin oleh Jaephil Cho di Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (Korea), elektrokatalis baru yang sangat efisien untuk reduksi oksigen dalam sel bahan bakar dan baterai, memberikan solusi yang memungkinkan untuk mengurangi biaya namun menyediakan baterai dan sel bahan bakar logam-udara yang sangat efisien.
Sebuah tim ilmuwan Korea dan Amerika kini telah memperkenalkan material baru untuk elektroda yang berbasis pada busa melamin dan karbon hitam yang terjangkau. Porositas yang tinggi secara signifikan memfasilitasi transportasi massa yang cepat dan sejumlah besar pusat aktif katalitik secara drastis meningkatkan aktivitas reduksi oksigen pada katoda untuk sel bahan bakar dan baterai logam-udara.
Reaksi yang terjadi pada katode sel bahan bakar dan baterai logam-udara adalah reduksi elektrokimia oksigen, yaitu reaksi reduksi oksigen (ORR). Reaksi ini terhambat secara signifikan karena lajunya yang lambat, dan efisiensi sel lebih rendah daripada yang seharusnya.
Katoda katalitik harus memastikan bahwa oksigen bereaksi dengan air, mengambil elektron untuk membentuk ion OH- dalam larutan alkali. Masalahnya adalah bahwa dalam sistem kompleks yang melibatkan reaktan padat, cair, dan gas, proses pengangkutan sering kali terlalu lambat dan menghambat proses, terutama saat pelepasan muatan dengan kepadatan arus yang lebih tinggi.
Katoda yang terbuat dari penyangga karbon berpori (karbon hitam) yang di atasnya logam aktif katalitik seperti platinum didispersikan secara halus dapat meminimalkan hambatan kinetik ini secara efektif. Akan tetapi, harganya mahal dan tidak terlalu stabil, sehingga tidak praktis untuk aplikasi yang luas.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Jaephil Cho di Institut Sains dan Teknologi Nasional Ulsan (Korea) dan Meilin Liu di Institut Teknologi Georgia (AS) dengan demikian bertujuan untuk mengembangkan alternatif yang lebih ekonomis.
Mereka terinspirasi oleh struktur tetrapoda (bahasa Yunani tetra: empat, podes: kaki) pemecah gelombang untuk mensintesis elektrokatalis baru yang sangat efisien. Tetrapoda, yang keempat "kakinya" menunjuk ke sudut-sudut tetrahedron imajiner, dibangun di pantai serta di dekat bendungan dan dermaga untuk mengurangi kekuatan gelombang yang menghantam pantai. Struktur ini juga menyediakan tempat perlindungan bagi bentuk-bentuk kehidupan laut di banyak rongga besarnya. Ketika busa melamin dipirolisis dan digiling dengan lumpang dan alu, ia membentuk fragmen mikroskopis yang menyerupai tetrapoda.
Para ilmuwan mengolah busa melamin dengan besi klorida dan ketjenblack yang didoping nitrogen (pelet konduktif karbon hitam). Mereka mengkarbonisasi produk ini dan mengekstraknya dengan asam sulfat. Nanotetrapod yang dihasilkan yang dihiasi dengan nanopartikel karbon hitam memiliki luas permukaan spesifik yang sangat tinggi, sejumlah besar pusat aktif katalitik (Fe3/Fe3+).3C, dan gugus CN), dan banyak pori yang memungkinkan transportasi massa yang cepat. Katoda yang terbuat dari bahan elektroda baru ini sangat tahan lama dan berkinerja sangat baik, sebanding dengan katoda berbasis logam – dengan harga yang jauh lebih rendah. Ini dapat menjadi titik awal yang sangat menjanjikan untuk generasi baru baterai dan sel bahan bakar logam-udara yang murah dan sangat efisien.
SINOYQX mendukung beberapa institusi dan universitas di Tiongkok untuk melakukan karbonisasi busa melamin guna mengurangi kadar oksigen dalam sel bahan bakar dan baterai.
Beberapa kutipan diambil dari http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html