Vetyä vaikka merivedestä

Tällä hetkellä useimmat vedyn tuotantojärjestelmät perustuvat puhtaaseen veteen mutta merivesi, joka peittää noin 97 % maapallon pinnasta, tarjoaa loputtoman määrän vetyä.

Nämä haasteet huomioon ottaen Delhin yliopiston tutkijatiimi, jota johtaa Sasanka Deka, kehitti uuden nanokomposiittipohjaisen elektrokatalyytin, joka on sekä erittäin tehokas että kustannustehokas meriveden jakamiseen.

He kehittivät muototekniikan avulla uuden toruksen muotoisen Mo-seostetun Ni2P-nanohiukkasen. Uudenlaisen muoto tarjoaa suuremman pinta-alan ja suuremman tiheyden tyydyttymättömiä pinta-atomeja verrattuna tavanomaisiin pallomaisiin hiukkasiin. Tämä merkitsee ensimmäistä kertaa monodispersoituja toruksen muotoisia nanohiukkasia, jotka on tuotettu menestyksekkäästi ja käytetty sähkökatalyytteinä suorassa meriveden elektrolyysissä.

Optimoitu rakenne saavutti myös yhden alhaisimmista kennojännitteistä yleisessä veden jakamisessa suorissa merivesisovelluksissa sekä erinomaisen vakauden ja sillä on merkittävä potentiaali laajamittaiseen teolliseen tuotantoon.

Seostamattomaan Ni2P:hen ja muihin muotoihin verrattuna Mo-seostetut Ni2P -nanorenkaat osoittavat merkittävästi parantunutta sähkökemiallista suorituskykyä sekä vedyn kehittymisreaktiossa (HER) että hapen kehitysreaktiossa (OER) alkalisissa elektrolyyteissä.

Korealaiset tutkijat ovat myös onnistuneesti kehittäneet uuden materiaalin, joka parantaa merkittävästi vihreän vedyn tuotannon tehokkuutta ja alentaa kustannuksia.

Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS) on kehittänyt korkean suorituskyvyn perusmetallikatalysaattorin käytettäväksi anioninvaihtokalvon (AEM) vesielektrolyysissä, joka kiinnittää huomiota seuraavan sukupolven teknologiana. Sellainen mahdollistaa teoriassa kustannustehokkaiden ei-metallisten katalyyttien käytön suurten vetymäärien tuottamiseksi.

Äskettäin kehitetty katalyytti ei ole vain jalometallipohjaisia vaihtoehtoja edullisempi, vaan sillä on myös erinomainen suorituskyky, mikä tuo vihreän vedyn kaupallistamisen askeleen lähemmäksi.

Tutkimusryhmä on onnistunut kehittämään perusmetallikatalyyttejä lisäämällä pienen määrän ruteenia molybdeenidioksidiin, jonka rakenne on nikkelimolybdeeni (MoO2-Ni4Mo). Vaikka molybdeenidioksidi tarjoaa korkean sähkönjohtavuuden, sen käyttö vesielektrolyysikatalysaattorina on ollut rajoitettua emäksisessä ympäristössä tapahtuvan hajoamisen vuoksi.

Suorituskykyarvioinnit paljastivat, että kehitetyt katalyytit tarjoavat nelinkertaisen kestävyyden ja yli kuusikertaisen tehokkuuden kuin olemassa olevat kaupalliset materiaalit. Lisäksi perovskiitti-pii-tandem-aurinkokennon kanssa integroituna katalyytit saavuttivat huomattavan 22,8 prosentin aurinko-vety tehokkuuden, mikä korostaa sen vahvaa yhteensopivuutta uusiutuvien energialähteiden kanssa.

Katalyytit osoittivat myös korkeaa aktiivisuutta ja stabiilisuutta suolavedessä tuottaen korkealaatuista vetyä. Tämän ominaisuuden odotetaan vähentävän merkittävästi suolanpoistoon liittyviä kustannuksia.

Aiheesta aiemmin:

Räjähtämätön vedyntuotantomenetelmä

Lupaavia vedyn tuotannon tapoja

Perovskiittiä vihreän vedyn tuotantoon