Kategóriák Tech

Egy sokkal olcsóbb katalizátorral is hidrogénné bontható a víz

Az Egyesült Államok Energetikai Hivatalához tartozó SLAC Nemzeti Gyorsító Laboratórium és a Stanford Egyetem demonstrálták, hogy egy olcsó katalizátor segítségével is képesek, egyből a felhasználás helyének kemény körülményei között hidrogénné bontani a vizet.

A polimer elektrolit membránon (PEM) alapuló hidrogén termelés, amíg alternatívát jelent a megújuló energia tárolására – hidrogén formájában – eddig a hozzá szükséges drága fém katalizátorok miatt nem terjedt el. Most viszont a kutatós megoldást találtak erre a problémára.

A hidrogén egy iparilag igen jelentős gáz, amit tüzelőanyagként és például műtrágyák gyártásához is felhasználhatnak. A hidrogén másik nagy előnye, hogy elégetésekor nem szabadul fel káros anyag, így a megújuló technológiák nagyobb figyelmet fordítanak rá.

Ezek ellenére viszont az árak miatt ma még a felhasznált hidrogén jelentős része fosszilis tüzelőanyagokból származik, ami káros anyag kibocsátással jár.

A mostani kutatás nem az első, ami alternatív olcsóbb katalizátort keres a PEM rendszerekhez. És amíg több laboratóriumi körülmények között több sikert is elértek, addig a mostani tanulmány az első, ami kereskedelmi forgalomban lévő elektrolizáló berendezésekkel is magas hatásfokot ért el.

Az elektrolízis az akkumulátorokhoz képest ellentétesen működik; ahelyett hogy elektromosságot generálna egy kémiai folyamattal, elektromosság felhasználásával a jelen esetben hidrogénné és oxigénné bontja a vizet. A hidrogén és az oxigén előállítása két különálló elektródán történik különböző fém katalizátorokkal.

Most a kutatók lecserélték a hidrogént termelő oldat platina katalizátorát egy kobalt-foszfid nanorészecskékkel bevont szén rúdra. Az új katalizátor a kísérlet 1700 órája alatt végig megfelelően működött. Mindez arra utal, hogy a folyamat eléggé ellenálló ahhoz, hogy hétköznapi körülmények között – ingadozó hőmérséklet, nyomás és páratartalom – is felhasználható legyen.

A kutatók természetesen először szintén csak laboratóriumi méretekben vizsgálták a katalizátor működését. Viszont a sikereik után ipari szintre emelték a katalizátorral bevont felület nagyságát és a korábbi erősen kontrollált környezetnél egy sokkal változékonyabb körülmények mellett tesztelték.

Mindehhez elengedhetetlenen fontosságú volt, hogy a kobalt-foszfid katalizátor előállítását nagy méretekben is megfelelő pontossággal – egyenletes bevonás – el tudják végezni.

Érdekesség, hogy a kutatók munkáját az Amerikai Védelmi Hivatal is támogatta, annak reményéében, hogy az elektrolizáló cella oxigéntermelő képességét tengeralattjáróknál is fel tudják használni, viszont a hidrogén termelő képességben szintén hatalmas lehetőség van a gáz széleskörű felhasználása révén.

A kutatók szerint az tényleges ipari felhasználás előtt még további optimalizációra és a katalizátor előállításához használt folyamat felnagyítására lesz szükség. Hogyha mindez megvan akkor egy olcsó és megbízható PEM rendszert kaphatunk, aminek ára független az értékes fémek piaci árának erős kilengéseitől is.

Forrás: nature.com

Megosztás

Legutóbbi tartalom

Hanggal és fénnyel együtt értek el hatalmas adatátviteli sebességet

Kutatók áttörést értek el a terahertz-es kvantum lézerek terén, melyekkel így már akár 100 Gbit/s-es adatátviteli sebességet is el tudtak…

2020-02-18

Megfelelő stimulációval is ‘felébreszthető’ az öntudat

Az idegtudomány egyik központi kérdése, hogy mi is az öntudat és hogy az agy mely részéből ered. Egy új kutatás…

2020-02-18

Már karnyújtásnyira van a fotoszintézis teljes megértése

A növények már több száz millió éve nyerik éltető energiájukat a napból, viszont az algák és a fotoszintetizáló baktériumok még…

2020-02-11

Az egyik eddigi legnagyobb rákkutató projekt megmutatja milyen mutációk állnak a betegségek mögött

Egy hatalmas nemzetközi tanulmány keretében rögzítik a rákos megbetegedések kiváltó okait, ezzel azt célozva, hogy olyan DNS hibákat tudjanak kimutatni,…

2020-02-11

A Föld keringési pályájának megváltozása is komoly szerepet játszott a tömeges kihalásokban

Egyre biztosabbak vagyunk benne, hogy a globális klímaváltozás mögött az emberi tevékenységek hatásai rejlenek és ezzel fokozatosan közelítünk a hatodik…

2020-02-11

Egyes darazsak képesek az arcfelismerésre

Egy darázs faj tagjai képesek megkülönböztetni társaikat az arcuk alapján. Ez a rovarok körében rendkívül ritka és a faj csoportos…

2020-02-03

Ez a weboldal cookie-kat használ.

Elolvasom