เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถบรรลุประสิทธิภาพที่สูงขึ้นด้วยปริมาณคาเฟอีนที่กำหนด ไม่ใช่เพียงเซลล์เดียวที่สามารถเพิ่มประสิทธิภาพผ่านการบริโภคคาเฟอีน
การวิจัยใหม่ชี้ให้เห็นว่าการเพิ่มคาเฟอีนลงในเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพและลดความต้องการแพลตตินัมในอิเล็กโทรดได้ แพลตตินัมเป็นโลหะที่มีราคาแพงและหายาก ดังนั้นการลดความต้องการจึงสามารถลดต้นทุนโดยรวมได้
นักวิจัยชาวญี่ปุ่นระบุว่าสามารถลดต้นทุนได้อย่างมากเมื่อปริมาณแพลตตินัมที่จำเป็นสำหรับการผลิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนประสิทธิภาพสูงลดลง ที่จริงแล้ว ความต้องการโลหะหายากถือเป็นความท้าทายอย่างหนึ่งในการรักษาต้นทุนการใช้ไฮโดรเจนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสม
นักวิจัยระบุว่าพวกเขาได้พบกุญแจสำคัญประการหนึ่งในการลดปริมาณแพลตตินัมที่ต้องการในอิเล็กโทรดคือการเติมคาเฟอีน อุปกรณ์เหล่านี้มีประสิทธิภาพมากขึ้นและราคาไม่แพงมากขึ้น
การศึกษาแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของแคโทดของเซลล์เชื้อเพลิงจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อใช้คาเฟอีนในปริมาณที่กำหนด
ในการใช้ไฮโดรเจนในโมดูลเหล่านี้ ก๊าซจะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันที่ขั้วบวก ทำให้เกิดไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอน ไอออนจะเคลื่อนที่ไปที่แคโทด ในขณะที่อิเล็กตรอนเดินทางผ่านวงจรภายนอกเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ที่แคโทด ไอออนและอิเล็กตรอนจะรวมตัวกับออกซิเจน ทำให้เกิดน้ำซึ่งมักจะอยู่ในรูปของไอ
กล่าวอีกนัยหนึ่ง น้ำมีผลกระทบต่อประสิทธิภาพของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเมื่อทำปฏิกิริยากับแพลตตินัม ทำให้เกิดชั้นแพลตตินัมไฮดรอกไซด์ (PtOH) บนอิเล็กโทรด ซึ่งจะรบกวนการเร่งปฏิกิริยาด้วยปฏิกิริยารีดิวซ์ออกซิเจน (ORR) และลดประสิทธิภาพลง นักวิจัยกล่าว
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการโหลดแพลตตินัมที่สูงขึ้น (ปริมาณแพลตตินัมที่สูงขึ้น) เพื่อรักษาประสิทธิภาพภายในอุปกรณ์ เนื่องจากราคาแพลทินัมในปัจจุบันสูงกว่า 925 ดอลลาร์ต่อออนซ์มาก (ณ เวลาที่เขียน) การใช้แพลตตินัมมากขึ้นอาจส่งผลให้ต้นทุนการผลิตแพลตตินัมพุ่งสูงขึ้นได้อย่างง่ายดาย
อย่างไรก็ตาม นักวิจัยได้ค้นพบว่าการเพิ่มคาเฟอีนจะทำให้กิจกรรม ORR ในอิเล็กโทรดแพลทินัมสามารถเพิ่มขึ้นได้ 11 เท่า ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในปฏิกิริยาได้อย่างมาก สิ่งนี้สามารถลดปริมาณแพลตตินัมที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพและลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก
