Odnawialne źródła energii mogą ograniczyć emisje i zmniejszyć zależność od paliw kopalnych. Problemem pozostają jednak wysokie koszty wielu zielonych technologii, które wymagają drogich materiałów i skutecznych metod magazynowania energii.
Czytaj więcej
Naukowcy pracują nad rozwiązaniem dwóch poważnych globalnych wyzwań – zanieczyszczenia plastikiem i potrzeby czystej energii – wykorzystując światł...
Naukowcy z Washington University w St. Louis pracują nad możliwym rozwiązaniem tego problemu. Zespół kierowany przez Ganga Wu, profesora inżynierii energetycznej, środowiskowej i chemicznej w McKelvey School of Engineering, opracował nowy katalizator przeznaczony do elektrolizera wodnego z membraną anionowymienną (AEMWE). Technologia ta wykorzystuje energię elektryczną ze źródeł odnawialnych do rozdzielania wody na wodór i tlen, produkując przy tym czyste paliwo wodorowe.
Naukowcy opracowali nowy katalizator do produkcji wodoru
Grupa Wu skupiła się na zastąpieniu drogich materiałów opartych na platynie, powszechnie stosowanych w systemach produkcji wodoru. Opracowane rozwiązanie wykorzystuje energię elektryczną pochodzącą z promieniowania słonecznego, wiatru lub wody do napędzania procesu oddzielania wodoru od cząsteczek wody.
– Przekształcanie wody w wodór to bardzo pożądany sposób magazynowania energii dla różnych zastosowań – powiedział profesor Wu. – Sam wodór może być wykorzystywany jako nośnik energii i znajduje zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu chemicznego oraz produkcji – wyjaśnił.
Czytaj więcej
Problemem jest wytwarzanie wodoru na przemysłową skalę, stąd jego niewielkie zastosowanie. Jednak według najnowszych badań ogromne ilości tego gazu...
Aby stworzyć katalizator, badacze połączyli fosforek renu i fosforek molibdenu. Razem materiały te utworzyły bardzo skuteczny kompozyt, który usprawnił proces pozyskiwania wodoru. Składnik renowy pomagał wiązać i uwalniać wodór z powierzchni katalizatora, natomiast molibden przyspieszał rozszczepianie wody w alkalicznym elektrolicie.
Zespół połączył nowy katalizator z anodą niklowo–żelazową i stwierdził, że system działa lepiej niż nowoczesne katody stosowane obecnie, w tym rozwiązania oparte na materiałach z grupy platynowców. Według Wu katalizator pracował również przez ponad 1000 godzin przy natężeniach prądu na poziomie przemysłowym wynoszących 1 i 2 ampery na centymetr kwadratowy. To czyni go jedną z najbardziej trwałych katod pozbawionych platyny opracowanych dotąd dla elektrolizerów wodnych z membraną anionowymienną.
Tańsza produkcja wodoru bez użycia platyny
– Nasze wyniki pozwoliły nam zrozumieć kluczową rolę projektowania sieci wiązań wodorowych na granicy katalizator–elektrolit w tworzeniu wysokowydajnych i tanich elektrolizerów AEMWE – powiedział Wu.
Czytaj więcej
Inżynierowie z teksańskiego Uniwersytetu Rice opracowali urządzenie, które może przekształcać światło słoneczne w wodór z niespotykaną dotąd wydajn...
Dodał, że katalizator wykazał najniższy opór w całym badanym zakresie potencjałów, co sugeruje najszybszą kinetykę adsorpcji wodoru spośród analizowanych rozwiązań. Osiągnięte parametry wydajności i trwałości sprawiają, że nowy katalizator jest jednym z najbardziej obiecujących zespołów membranowo–elektrodowych dla praktycznych elektrolizerów wodnych z membraną anionowymienną.
Eksperymenty przeprowadzono na skalę laboratoryjną, ale naukowcy planują już dalsze badania nad możliwością wdrożenia tej technologii do zastosowań przemysłowych.
