Nanohiukkaset edistävät vetytaloutta

Puhdasta energiaa tavoiteltaessa vedyn tuotannon ja käytön taloudellisemmat ratkaisut ovat monipuolisen tutkimustyön kohteena.

Jotta vedyn tuotanto elektrolyysillä olisi käytännöllistä, tutkijat ovat metsästäneet edullisempia katalysaattoreita. Platinalla prosessi toimii, mutta se on kallista ja suhteellisen harvinaista materiaalia.

Penn State -yliopiston kemian professori Raymond Schaakin johtama tutkimusryhmä on havainnut, että vedyn tuotto onnistuu tehokkaasti nikkelistä ja fosforista tehdyillä nanohiukkasilla ja suorituskyky on verrattavissa platinaan.

Tutkijat onnistuivat luomaan nanohiukkasia, jotka olivat lähes pallomaisia tasainteineen ja karkeine reunoineen. Nanohiukkasten pieni koko luo suuren pinta-alan ja karkeat reunat suuren määrän sivustoja, jotka ovat käytettävissä katalysoimaan kemiallista reaktiota, joka tuottaa vetyä, toteaa Schaak.

Australialaisen University of Wollongong –yliopiston (UOW) tutkijat ovat puolestaan kehittäneet tavan hyödyntää meriveden käyttöä vedyn tuotannossa. Nykyisillä laitteilla se ei onnistu koska sivutuotteena syntyy myrkyllistä kloorikaasua.

Australialaistutkijoiden kehittämä valosähköinen katalysaattori hapettaa merivettä selektiivisesti ilman havaittavaa kloorin muodostumista. Veden hapetus on ensimmäinen askel hajotettaessa vettä vedyn tuottamiseksi.

Tutkijoiden tuottama eräänlainen keinotekoinen klorofylli on tehty johtavalle muovikalvolle, mikä laajentaa sen käyttömahdollisuuksia monenlaisiin sovelluksiin.

Myös vedyn tehokas käyttö polttoaineena vaatii polttokennoissa kallista platinaa. Jülich tutkimuskeskuksen ja Technische Universität Berliinin tutkijat ovat kehittäneet materiaalin, joka muuntaa vedyn ja hapen vedeksi kymmenesosalla tyypillisestä platinan määrästä.

Tässäkin tutkimuksessa havaittiin, että nanomittaisten katalyyttipartikkeleiden toimintaan vaikuttaa ratkaisevasti niiden geometrinen muoto ja atomirakenne.

Uusi katalyytti ei koostu pyöreistä vaan oktaedri-muotoisista platina-nikkeli-metalliseoksen nanohiukkasista. Näinkin syntyy suuri pinta-ala ja tehokas elektrodi.

Aiheesta aiemmin:

Edullisempaa vedyn tuottoa