Tässä tulee toinen uusi löytö vihreän energian alueelta. RIKENin tutkijat havaitsivat, että katalyytti vähentää iridiumin käyttöä vedyn tuotannossa 95 %. He odottavat parantavansa kestävyyttä kehittäessään hiilineutraalia vetytaloutta.
Japanilainen RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) kehitti katalyytin, joka vähentää iridiumin tarvetta vetyelektrolyysereissä. Useiden rajoitusten vuoksi PEM-elektrolyysin tuotanto ei sovellu laajamittaiseen käyttöön. Yleensä sähkökemialliset reaktiot toimivat parhaiten ylikyllästetyssä happamassa väliaineessa ja harvinaisten maametallien, kuten iridiumin, kanssa. Sitä pidetään jopa parhaana katalysaattoriehdokkaana. Iridiumin puute on kuitenkin tähän asti haitannut vihreän vedyn tuotantoa.
Tässä yhteydessä CSRS:n johtava tutkija , tohtori Ryuhei Nakamura , sanoi: ” PEM-elektrolyysin skaalaaminen terawattimittakaavaan vaatisi 40 vuoden edestä iridiumia, mikä on varmasti epäkäytännöllistä ja erittäin kestämätöntä. ”
Vihreän vedyn tuotannon haasteita
Veden elektrolyysi on ympäristöystävällinen sähkökemiallinen prosessi, jossa happi- ja vetymolekyylit erotetaan toisistaan. Menetelmällä tuotettu vety voidaan varastoida ja käyttää myöhemmin.
Vety yhdistettynä PEM:iin (protoninvaihtokalvo) soveltuu energian varastointiin, jolla voidaan käyttää sähköautoa. Useiden rajoitusten vuoksi PEM-elektrolyysin tuotanto ei kuitenkaan pysty vastaamaan laajamittaiseen käyttöön.
Kohokohdat: RIKENin vallankumouksellinen katalysaattori Vähentää iridiumin käyttöä 95 %
- uusi katalyytti is perustuu iridiumatomeihin, jotka on sirotellaan mangaanioksidisubstraatille.
- Se on sähkökemiallisesti kerrostettu platinapinnoitettuun titaaniverkkoon, joka on korroosionkestävä.
- tämän järjestelyn muoto on optimaalinen iridiumille, koska se tarjoaa parhaat katalyyttiset ominaisuudet käyttämällä vähiten iridiumia.
- Lisäksi se ei tarttunut tai kasautunut yhteen, mikä mahdollisti vedyn tuotannon pysyvät tehokkaina protoninvaihtokalvon (PEM) elektrolysaattorissa.
- Käytetään versiota, jonka teho on tunnetuin (94 %). Tämä mahdollistaa reaktion ylläpitämisen happamassa ympäristössä 1000 mA/cm:ssä2 kuukaudeksi.
- Siirretyn maksun määrä oli melkein 100 kertaa suurempi. Se on enemmän kuin mikään aikaisempi kokeilu.
- PEM-elektrolysaattoritesti vesielektrolyysille osoittaa mahdollisuuden säilyttää vakauden. Se ylläpidettiin onnistuneesti 82 % tehokkuus 4 kuukauden ajan ilman heikkenemistä.
- Elektrolysoitu vesi kasvoi 10-kertaiseksi verrattuna muihin ei-raakametalliaineisiin.
- Tulokset osoittavat mahdollisuuden lisätä reaktion stabiilisuutta yli 40-kertaiseksi muuttamalla rakennetta.
- Planarilla on vahvemmat sidokset mangaaniin ja tasomaisen hapen määrä kiteessä vaikuttaa positiivisesti katalyytin stabiilisuuteen.
” Tarvitsemme keinon kuroa umpeen kuilua harvinaisten metallien ja tavallisten metallien pohjaisten elektrolyysilaitteiden välillä, jotta voimme siirtyä asteittain useiden vuosien aikana täysin kestävään vihreään vetyyn ”, sanoo tohtori Nakamura.
Oletko kuullut tutkimuksesta kustannustehokkaista sokeripohjaisista katalyytteistä, jotka voivat tehokkaasti tuhota hiilidioksidia?
Uuden katalyytin tulevaisuuden potentiaali
” Parantunut vakaus ei tullut aktiivisuuden kustannuksella, kuten yleensä on. PEM-vesielektrolyyseri, joka tuottaa vetyä maapallolla runsaasti esiintyvän katalyytin avulla nopeudella 200 mA/cm2, on erittäin tehokas ”, sanoo tutkimuksen toinen ensimmäinen kirjoittaja, tohtori Shuang Kong .
Loppujen lopuksi RIKEN-katalyytti vähentää iridiumin käyttöä 95 % vedyn tuotannossa ja korostaa innovaation tehokkuutta.
Lähde : Pitkäkestoisempi ja kestävämpi vihreän vedyn tuotanto
