تُعتبر خلايا الوقود الهيدروجيني مرشحًا واعدًا في مجال الطاقة الخضراء، حيث يمكن أن تحل محل المحركات الاحتراقية في تطبيقات مثل الشاحنات طويلة المدى والرافعات الشوكية. تتميز هذه الخلايا بتوليد الطاقة من خلال تفاعل الهيدروجين مع الأكسجين لإنتاج الكهرباء، دون انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

ومع ذلك، تواجه خلايا الوقود الهيدروجيني مشكلة عويصة تتمثل في تلوثها بالجسيمات المعدنية الموجبة الشحنة (metal cations)، مما يؤدي إلى تدهور الأداء.

لدراسة سلوك الايونات الموجبة في خلايا الوقود بعمق، أضاف فريق لي أيونات الكوبالت إلى خلية وقود، واستخدموا ضوءًا فائق السطوع من مصدر الضوء الكندي (CLS) بجامعة ساسكاتشوان لتتبع حركتها في نسخة مبسطة من خلية الوقود. نُشرت النتائج في Journal of The Electrochemical Society.

أشار لي إلى أن خط شعاع BioXAS في CLS كان حاسمًا للتجربة، حيث إن سرعة حركة الايونات الموجبة العالية تتطلب معدات قادرة على تسجيلها في الوقت الفعلي. استخدم الفريق البيانات المجمعة من CLS لبناء نموذج رياضي يتنبأ بمسافة وسرعة حركة الايونات الموجبة في الخلايا الحقيقية تحت ظروف مختلفة.

كشفت الدراسة أن الايونات الموجبة تتحرك بنشاط خاص في البيئات الرطبة الشائعة في خلايا الوقود، مما يزيد من صعوبة التحكم في الملوثات. تتعلق هذه الجسيمات بسهولة في طبقة المحفز الرقيقة والملتوية، مما يعطل تفاعل توليد الطاقة.