Denne brenselcellen anvender karbon-nanorør som elektroder og er ventet å kunne øke energikapasiteten ti ganger i forhold til de beste litiumbatteriene som finnes på markedet i dag. Tredje generasjons (3G) mobiltelefoner, som nylig er kommet på markedet i Japan, er et konkret eksempel på anvendelser som krever høyere kapasitet.
Karbon-nanorør har vært et viktig satsingsfelt på utviklingssiden for NEC, etter Sumio Iijimas oppdagelse i 1991. For tre år siden kom et nytt gjennombrudd med karbon-nanohorn, med sin irregulære form. Grupperinger av disse skaper en ekstremt stor overflate og gir også gass og væske stor evne til å trenge inn, noe som er en stor fordel når de skal brukes som elektroder for brenselceller. Sammenliknet med vanlige nanorør er karbon-nanohorn relativt lett å fremstille med høy renhet, noe som er svært viktig med tanke på kostnaden på råmaterialet.
Dobbel strømstyrke
Den utviklede miniatyr-brenselcellen, som klassifiseres som Polymer elektrolytt brenselscelle (PEFC), benytter karbon-nanohorn som elektroder hvor fine katalysatorpartikler av platinum spres på overflaten av nanohornene. Størrelsen på disse partiklene er under halvparten av hva tilfellet er for aktivt karbon, noe som er svært viktig når det gjelder ytelsen på brenselcellen. Jo finere partikler, jo bedre ytelse. Brenselcellen med karbon-nanohorn er ventet å kunne generere dobbel strømstyrke i forhold til de med aktivt karbon, som for øvrig er ment å komme på markedet om ikke lenge. Metanol benyttes som drivstoff og hydrogenkilde for den nylig utviklede brenselscellen.
«Oppladingen» skjer ved direkte tilførsel av metanol. Den kjemiske reaksjonen som produserer elektrisitet fra hydrogen og oksygen skjer ved moderat temperatur, og brenselcellen gir en konverteringseffektivitet på 50 prosent.
Tre utfordringer
NEC understreker at for å kunne utvikle miniatyr-brenselceller for mobile terminaler, er det nødvendig å løse en del teknologiske utfordringer, slik som: 1) Øke ytelsen på elektrodene som produserer hydrogen. 2) Bedre egenskapene til polymermembranen, som er den elektriske lederen av hydrogenioner. 3) Velge et drivstoff som er egnet for miniatyrisering av cellene. NEC tar sikte på kommersiell produksjon et sted mellom 2003 og 2005, når disse utfordringene er løst.
1. april i år ble universitet- og instituttsektoren omorganisert, blant annet med tanke på å bedre samarbeidet med den industrielle forskningsaktiviteten. Med det søkelys Japan har på nanoteknologi i ulike anvendelser, vil det derfor bli svært spennende å følge utviklingen videre. For det er ingen tvil om at Japan ser betydningen av både dybde og tverrfaglighet når landet skal kaste seg over nye teknologiske utfordringer.
SVEIN GRANDUM
er teknologiutsending i Tokyo
svein.grandum@ntc.no
