Aquí llega otro nuevo descubrimiento en el ámbito de las energías renovables. Investigadores de RIKEN descubrieron que un catalizador reduce el uso de iridio en un 95 % en la producción de hidrógeno. Esperan mejorar la sostenibilidad al desarrollar una economía del hidrógeno sin emisiones de carbono.
El Centro RIKEN para la Ciencia de los Recursos Sostenibles (CSRS) En Japón se diseñó un catalizador que... reducir la necesidad de iridio en los electrolizadores de hidrógeno. Debido a diversas limitaciones, la producción de electrólisis PEM no puede responder al uso a gran escala. Normalmente, las reacciones electroquímicas funcionan mejor en un medio ácido sobresaturado y con metales de tierras raras como el iridio. Incluso se considera el mejor candidato como catalizador. Sin embargo, la escasez de iridio ha dificultado la producción de hidrógeno verde hasta ahora.
En este contexto, Dr. Ryuhei Nakamura, dijo el investigador principal del CSRS, “Aumentar la electrólisis PEM a escala de teravatios requeriría 40 años de iridio, lo que ciertamente es poco práctico y altamente insostenible."
Desafíos en la producción de hidrógeno verde
La electrólisis del agua es un proceso ecológico. Proceso electroquímico que separa las moléculas de oxígeno e hidrógeno. El hidrógeno producido mediante este método puede almacenarse y utilizarse más tarde.
El hidrógeno combinado con PEM (membrana de intercambio iónico de protones) es adecuado para el almacenamiento de energía, lo que permite el funcionamiento de un coche eléctrico. Sin embargo, debido a varias limitaciones, La producción de electrólisis PEM no puede responder al uso a gran escala.
Aspectos destacados: El catalizador revolucionario de RIKEN Reduce el uso de iridio en un 95%
- El nuevo catalizador is basado en átomos de iridio espolvoreados sobre un sustrato de óxido de manganeso.
- Se deposita electroquímicamente sobre la malla de titanio recubierta de platino, que es resistente a la corrosión.
- El La forma de este arreglo es óptima para el iridio, ya que proporciona las mayores propiedades catalíticas utilizando la menor cantidad de iridio.
- Además, no se pegó ni se aglomeró, lo que permitió la producción de hidrógeno. mantenerse eficiente en el electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM).
- Se utiliza la versión con la eficacia más conocida (94%). Esto permite mantener la reacción en el entorno ácido a 1000 mA/cm.2 por un mes.
- La cantidad de carga transferida fue casi 100 veces mayor. Es más que cualquier experimento anterior.
- Una prueba de electrolizador PEM para electrólisis de agua muestra la posibilidad de mantener la estabilidad. Se mantuvo con éxito. 82% de eficiencia durante 4 meses sin degradación.
- El agua electrolizada aumentó 10 veces en comparación con otras sustancias metálicas no crudas.
- Los resultados indican la posibilidad de aumentar la estabilidad de la reacción más de 40 veces modificando la estructura.
- El planar tiene enlaces más fuertes con el manganeso y el La cantidad de oxígeno planar en el cristal influye positivamente en la estabilidad del catalizador..
"Necesitamos una forma de cerrar la brecha entre los electrolizadores basados en metales raros y los basados en metales comunes para que podamos hacer una transición gradual a lo largo de muchos años hacia el hidrógeno verde completamente sostenible.”, dice el Dr. Nakamura.
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Potencial futuro del nuevo catalizador
"La mejora de la estabilidad no se relacionó con la actividad, como suele ocurrir. Un electrolizador de agua PEM que genera hidrógeno con un catalizador abundante en la tierra a una velocidad de 200 mA/cm² es altamente eficiente.", dice Dr. Shuang Kong, coprimer autor del estudio.
En última instancia, el catalizador RIKEN reduce el uso de iridio en un 95% en la producción de hidrógeno y subraya el poder de la innovación.
Fuente: Producción de hidrógeno verde más duradera y sostenible
