A tiszta hidrogénenergia jó alternatívája a fosszilis tüzelőanyagoknak, és kulcsfontosságú a karbonsemlegesség eléréséhez. A kutatók világszerte keresik a hidrogéntermelés hatékonyságának növelését célzó módszereket, különösen az érintett katalizátorok fejlesztési lehetőségeit.
A közelmúltban a City University of Hong Kong (CityU) kutatócsoportja egy új, ultrastabil hidrogén-fejlődési reakció (HER) elektrokatalizátort fejlesztett ki. Ez a kétdimenziós ásványi gél nanorétegeken alapul, és nem tartalmaz nemesfémeket. A katalizátor nagy mennyiségben legyártható, és a jövőben hozzájárulhat az alacsonyabb hidrogénár eléréséhez.
Az elektrokémiai hidrogénfejlődési reakció (HER) széles körben alkalmazott hidrogéntermelő módszer
– írja cikkében a phys.org.
A kereskedelmi forgalomban kapható HER elektrokatalizátorok azonban nemesfémekből készülnek, amelyek igencsak drágák. Másrészt az egyatomos katalizátorok ígéretes potenciállal rendelkeznek a katalitikus HER-alkalmazásokban.
Az egyatomos katalizátorok hagyományos gyártási folyamata azonban bonyolult. Általában a célzott egyatomos fémnek a szubsztrát prekurzorba történő bevezetését, majd a hőkezelést követi, általában 700 ℃-nál nagyobb hőkezeléssel, ami sok energiát és időt igényel. Ez a két tényező jócskán megnöveli az előállítási költségeket.
Ezzel kapcsolatban a CityU anyagtudósai által vezetett kutatócsoport innovatív, költséghatékony és energiahatékony módszert dolgozott ki. Egy nagy hatékonyságú HER egyatomos elektrokatalizátort készítettek el, amely nemesfémmentes ásványi hidrogél nanorétegeket használ.
Más elterjedt egyatomos szubsztrát prekurzorokkal, például porózus vázszerkezetekkel és szénnel összehasonlítva azt találták a kutatók, hogy az ásványi hidrogélek nagy előnyökkel rendelkeznek. Az egyik ilyen előny az elektrokatalizátorok tömeges előállításának lehetősége. A nyersanyagok könnyű hozzáférhetősége, az egyszerű és környezetbarát szintetikus eljárás és az enyhe reakciókörülmények miatt lesz hatékonyabb a gyártás.
Kapcsolódó bejegyzések
A zöld hidrogén a jövő üzemanyaga?
A zöld hidrogén először paritást ért el, majd sok esetben olcsóbbá vált, minta műtrágya gáz alapanyagokból történő előállítása
A kereskedelmi forgalomban kapható platinaalapú elektrokatalizátorok magas költségének megoldására a csapat nemrég újabb áttörést ért el. A racionális nanoszerkezetű ötvözetek tervezésével megoldást nyújtottak egy alacsony költségű, nagy teljesítményű elektrokatalizátor kifejlesztésére is.
(forrás: phys.org/news)