دانشمندان دانشگاه رایس در حال بررسی روش ها: به عنوان مثال، چگونه به منظور بهبود مقرون به صرفه بودن با بهینه سازی سلول سوختی نانومواد کاتد و همچنین نشان میدهد اتمی سطح نا خالص نانومواد ساز و اکسیژن کاتالیستی واکنش کاهش (ORR) نیتروژن، دوپ. heteroaryl نانولوله های کربنی (CNT ها از) یا گرافن نانو اصالح باند پلاتین ممکن است یک جایگزین مناسب برای کاهش سریع اکسیژن، انرژی شیمیایی را به انرژی الکتریکی، روند واکنش اصلی سلول سوختی است.
برای بهترین عملکرد از واکنش کاهش اکسیژن، مواد کربن روش های مختلف برای برنامه های مختلف دوپینگ دست آمده است. کربن است خاکستری، بور صورتی، آبی و سفید می باشد هیدروژن نیتروژن است.
به علت هدایت و خواص مکانیکی خوب خود، و در نتیجه کارایی بالا، طراحی خوب کلید کربن به عنوان یک واکنش کاهش اکسیژن در محققان Xiaolong زو، مواد امروز است به عنوان به عنوان ذکر: "کاهش اکسیژن توسعه استفاده از مقیاس بزرگ کاتالیزور راندمان بالا برای واکنش سلول پروتون تبادل سوخت غشاء حیاتی است، با توجه به مجله نانو، زو و همکاران در مقیاس نانو (2017) DOI: ... 10.1039 / C7NR08061A یافت که با استفاده از شبیه سازی کامپیوتری، گروه مطالعه مطالعه در چرا نانوروبان گرافنی و نیتروژن / نانو لوله های کربنی-بورون واکنش بیش از حد آهسته است، و این پرسش که چگونه به بهبود است.
نانولوله رسانا نانوروبان دوپ و یا تغییر خواص آنها پیوندهای شیمیایی، که کمک می کند تا سلول سوختی غشای تبادل خود را به عنوان کاتد در یک پروتون استفاده می شود. در یک سلول سوخت استاندارد، سوخت هیدروژن به آند اضافه شده، و پس از آن به پروتون جدا شده و الکترون. در زمانی که الکترون منفی جریان در دسترس می شود، پروتون به کاتد و ترکیب الکترون به شکل آب و اکسیژن کشیده شده است.
مشخص شد که تعامل بین ناخالص ساز ها و تغییر شیمیایی، نانولوله کربن-نیتروژن دوپ می تواند نازک تر به طور موثر عمل نانولوله. از نانو را در این زمینه به خاطر انحنای خود، تحریف لبه پیوند شیمیایی به آن را آسان تر اتصال. آنها دریافتند که نازک نانولوله شعاع بین 7 تا 10 آنگستروم مطلوب تر است.
توسعه نرم افزار در مقیاس بزرگ از کاتدیک کاتالیزور کاهش اکسیژن برای سلول سوختی غشای تبادل پروتون کارآمد است بسیار مهم است. --Xiaolong زو
همچنین با لبه گسترده نشان داده، دوپ شده با نیتروژن و بور گرافن نانوروبان نانولوله خواص قابل مقایسه با جذب اکسیژن را نشان می دهد. در اینجا، اکسیژن فرصتی برای تشکیل یک پیوند دوگانه فراهم می کند، چون ممکن است به طور مستقیم به بار مثبت متصل عنوان سایت بورون بوریس Yakobson گفت: "اگر چه نانولوله آلاییده نشان چشم انداز خوب است، اما nanoribbon لبه های دندانه دار ممکن است به یک به اصطلاح نیتروژن جایگزین نیتروژن پیریدین (داشتن شناخته شده فعالیت کاتالیزوری) در معرض، در نتیجه ممکن است برای رسیدن به عملکرد بهینه.
در حال حاضر، تیم امیدوار است که روش های جدیدی برای مطالعه فرایندهای الکتروشیمیایی نانو در زمان واقعی و بهبود عملکردهای بین مواد افزودنی و مواد کربن ناکافی برای بهبود عملکرد بهتر شود.
