โฟมเมลามีนคาร์บอนที่นำเสนอโดยทีมงานที่นำโดย Jaephil Cho จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ Ulsan (ประเทศเกาหลีใต้) ซึ่งเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่สำหรับการลดออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่ ถือเป็นโซลูชันที่สามารถลดต้นทุนได้ แต่ยังให้แบตเตอรี่โลหะ-อากาศและเซลล์เชื้อเพลิงที่มีประสิทธิภาพสูงอีกด้วย
ทีมนักวิทยาศาสตร์ชาวเกาหลีและอเมริกันได้คิดค้นวัสดุใหม่สำหรับทำอิเล็กโทรด โดยใช้โฟมเมลามีน ราคาประหยัด และผงคาร์บอนแบล็กเป็นส่วนประกอบหลัก ความพรุนสูงช่วยอำนวยความสะดวกในการขนส่งมวลสารอย่างรวดเร็ว และจำนวนศูนย์กลางเร่งปฏิกิริยาที่สูงช่วยเพิ่มกิจกรรมการลดออกซิเจนของแคโทดสำหรับเซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่โลหะ-อากาศอย่างมาก
ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นที่แคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่โลหะ-อากาศ คือปฏิกิริยารีดักชันออกซิเจนทางเคมีไฟฟ้า หรือที่เรียกว่า ปฏิกิริยารีดักชันออกซิเจน (ORR) ปฏิกิริยานี้ถูกยับยั้งอย่างมากเนื่องจากอัตราเร็วที่ช้า และประสิทธิภาพของเซลล์ต่ำกว่าที่ควรจะเป็น
แคโทดตัวเร่งปฏิกิริยาต้องมั่นใจว่าออกซิเจนจะทำปฏิกิริยากับน้ำ โดยดูดซับอิเล็กตรอนเพื่อสร้างไอออน OH- ในสารละลายด่าง ปัญหาคือในระบบที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ กระบวนการขนส่งมักจะช้าเกินไปและขัดขวางกระบวนการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปล่อยประจุที่มีความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าสูง
แคโทดที่ทำจากตัวรองรับคาร์บอนที่มีรูพรุน (คาร์บอนแบล็ก) ซึ่งมีโลหะที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาอย่างแพลทินัมกระจายตัวอย่างละเอียด สามารถลดการยับยั้งจลนพลศาสตร์นี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม แคโทดเหล่านี้มีราคาแพงและไม่เสถียรมากนัก จึงไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานอย่างแพร่หลาย
ทีมงานที่นำโดย Jaephil Cho จากสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ Ulsan (ประเทศเกาหลี) และ Meilin Liu จากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจีย (ประเทศสหรัฐอเมริกา) มีเป้าหมายที่จะพัฒนาทางเลือกที่ประหยัดยิ่งขึ้น
พวกเขาได้รับแรงบันดาลใจจากโครงสร้างสี่ขา (tetrapod) (ภาษากรีก tetra: สี่, podes: ฟุต) ของเขื่อนกันคลื่น เพื่อสังเคราะห์ตัวเร่งปฏิกิริยาไฟฟ้าประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ สี่ขา (tetrapod) ซึ่งมีลักษณะ “สี่ขา” ชี้ไปที่มุมของรูปทรงสี่หน้าในจินตนาการ ถูกสร้างขึ้นที่ชายฝั่ง รวมถึงใกล้เขื่อนและท่าเทียบเรือ เพื่อลดแรงของคลื่นที่ซัดเข้าหาฝั่ง โครงสร้างเหล่านี้ยังเป็นที่หลบภัยของสิ่งมีชีวิตในทะเลในโพรงขนาดใหญ่จำนวนมาก เมื่อโฟมเมลามีนถูกไพโรไลซิสและบดด้วยครกและสาก มันจะก่อตัวเป็นชิ้นส่วนขนาดเล็กจิ๋วที่มีลักษณะคล้ายสี่ขา
นักวิทยาศาสตร์ได้นำโฟมเมลามีนไปบำบัดด้วยเหล็กคลอไรด์และเคตเจนแบล็ก (เม็ดคาร์บอนแบล็กที่เจือด้วยไนโตรเจน) พวกเขาคาร์บอไนซ์ผลิตภัณฑ์นี้และสกัดด้วยกรดซัลฟิวริก นาโนเตตระพอดที่ได้ซึ่งเต็มไปด้วยอนุภาคนาโนของคาร์บอนแบล็กมีพื้นที่ผิวจำเพาะสูงมาก มีศูนย์กลางที่เร่งปฏิกิริยาจำนวนมาก (Fe/Fe)3หมู่ C และ CN) และมีรูพรุนจำนวนมากที่ช่วยให้สามารถเคลื่อนย้ายมวลได้อย่างรวดเร็ว แคโทดที่ทำจากวัสดุอิเล็กโทรดชนิดใหม่นี้มีความทนทานสูงและประสิทธิภาพยอดเยี่ยม เทียบเท่ากับแคโทดที่ทำจากโลหะ แต่มีราคาต่ำกว่ามาก แคโทดเหล่านี้อาจเป็นจุดเริ่มต้นที่มีแนวโน้มสูงสำหรับแบตเตอรี่โลหะ-อากาศและเซลล์เชื้อเพลิงรุ่นใหม่ที่มีราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพสูง
SINOYQX กำลังให้การสนับสนุนสถาบันและมหาวิทยาลัยบางแห่งในประเทศจีนในการนำโฟมเมลามีนมาผ่านกระบวนการคาร์บอนไนเซชันเพื่อลดปริมาณออกซิเจนในเซลล์เชื้อเพลิงและแบตเตอรี่
บางส่วนอ้างอิงจากhttp://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html