Ruosteen muuttaminen polttoaineeksi

Maailman siirtyessä kohti vetykäyttöisiä yhteiskuntia yksi suuri haaste on edelleen: vedyn tehokas varastointi ja vapauttaminen.

Natriumboorihydridi (SBH) on lupaava vedyn varastointimateriaali, joka voi tuottaa vetyä yksinkertaisella kosketuksella veden kanssa. Tämä reaktio kuitenkin tyypillisesti perustuu kalliisiin katalyytteihin, jotka on valmistettu jalometalleista, kuten platinasta, mikä rajoittaa sen laajamittaista käyttöä.

Japanilaisen Research Center for Materials Nanoarchitectonics (MANA) Layered Nanochemistry Groupin tutkijat ryhmän johtaja Dr. Yusuke Iden johdolla kehittivät hiljattain läpimurron tuloksena kustannustehokkaan ja tehokkaan katalyytin käyttämällä "vihreää ruostetta" – sekavalenttista rautahydroksidimineraalia, jota aiemmin pidettiin liian epävakaana käytännön käyttöön.

Avain piilee vihreiden ruostehiukkasten muokkaamisessa kuparikloridiliuoksella. Tämä prosessi muodostaa nanomittakaavan kuparioksidiryppäitä hiukkasen reunoille, mikä luo erittäin aktiivisia kohtia vedyn tuotannolle. Vihreän ruosteen rakenne myös absorboi auringonvaloa, siirtäen energiaa kupariryppäiden läpi ja tehostaen reaktiota entisestään.

Suorituskykytestit osoittivat, että uusi katalyytti saavuttaa vedyn tuotannossa korkean vaihtuvuustaajuuden, joka on verrattavissa perinteisiin jalometallipohjaisiin materiaaleihin tai jopa sitä suurempi. Se osoitti myös erinomaista kestävyyttä säilyttäen katalyyttisen aktiivisuutensa toistuvan käytön aikana.

Tämän läpimurron erityisen lupaavaksi tekee sen skaalautuvuus ja käytännöllisyys. Katalyytti toimii huoneenlämmössä, on suhteellisen helppo valmistaa ja se voitaisiin integroida hyvin olemassa oleviin SBH-pohjaisiin vetyjärjestelmiin.

Koska edullista SBH-tuotantoa on jo kehitteillä ja teknologiaa käytetään pilottihankkeissa vetykäyttöisissä laivoissa, tämä edistysaskel voisi nopeuttaa maailmanlaajuista siirtymistä puhtaaseen vetyenergiaan.

"Odotamme, että katalyyttiämme käytetään vetypolttokennoissa monissa laivajärjestelmissä, kuten autoissa ja laivoissa", sanoo tohtori Ide. "Toivottavasti tämä johtaa erilaisiin päästöttömän liikkuvuuden muotoihin."

Aiheesta aiemmin:

Sähköä ruosteen avulla

Ruoste ja topologia tehostavat magnetismia