Vedyn tuotantoa vedestä on tutkittu laajasti sen käyttämiseksi polttoaineen vaihtoehtona. Vaikka ympäristön saastumista pyritään vähentämään, useimmat prosessit ovat tehottomampia ja aiheuttavat suuria hiilidioksidipäästöjä. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat kuitenkin, että MOF voi lisätä fotokatalyyttistä vedyn tuotantoa.
Oregonin osavaltionyliopiston tiedekunnan professori Kyriakos Stylianoun ja hänen tutkijaryhmänsä yhteistyönä on luotu fotokatalyytti, joka mahdollistaa vedyn nopean ja tehokkaan tuotannon . Tutkimus osoittaa , että uusi työkalu voi olla hyödyllinen kasvihuonekaasupäästöjen ja ilmastonmuutoksen torjunnassa.
Professori Stylianou sanoi: ”Tämä tutkimus korostaa MOF-johdettujen metallioksidiheteroliitosten potentiaalia valokatalyytteinä käytännön vedyn tuotannossa, mikä edistää kestävien ja tehokkaiden energiaratkaisujen kehittämistä.”
Poimintoja
- Yhdessä tunnissa gramma RTTA-1:tä tuotti yli 1 10,700 vetyä mikromoolia.
- Prosessissa käytettiin fotoneja vaikuttavalla 10 %:n nopeudella, mikä tarkoittaa, että jokainen 10 sadasta RTTA-100:een osuvasta fotonista vaikutti vedyn tuotantoon.
Tässä tutkimuksessa tutkijat käyttivät MOF:ää metallioksidin heteroliitoksen johtamiseksi. Johtettu heteroliitos on kahden materiaalin yhdistelmä, joilla on toisiaan täydentäviä ominaisuuksia. Sen avulla he tekevät katalyytin, joka jakaa veden tehokkaasti ja nopeasti vedyksi joutuessaan alttiiksi auringonvalolle.
He kutsuvat tätä heteroliitosta RTTA:ksi ja siinä on MOF-peräistä ruteenioksidia ja titaanioksidia. Nämä oksidit on seostettu typellä ja rikillä. Testattuaan useita RTTA:ita eri määrillä oksideja he löysivät voittajan.
Professori Stylianou sanoi: ”Erilaisista RTTA-materiaaleista RTTA-1, jolla on alhaisin ruteniumoksidipitoisuus, osoitti nopeinta vedyn tuotantonopeutta ja korkeaa kvanttisaantoa.”
MOF-materiaalit koostuvat positiivisesti varautuneista metalli-ioneista ja orgaanisista linkkerimolekyyleistä. Niillä on myös säädettävät rakenteet ja pienet huokoset. Lisäksi MOF-materiaalien ominaisuudet määräytyvät niiden suunnittelussa käytettyjen komponenttien mukaan.
Tässä on toinen menetelmä kustannustehokkaaseen vihreän vedyn tuotantoon aktiivisten MXeenien avulla, sanovat KIST-tutkijat.
Ei-kestävät vedyn tuotantomenetelmät
Metaani -höyryreformointimenetelmä on yleisesti käytetty perinteinen menetelmä vedyn tuottamiseksi maakaasusta. Tämä on kokonaisuudessaan hiiltä tuottava prosessi. Menetelmään kuuluu elektrokatalyysi, jossa sähköä johdetaan katalyytin läpi. Menetelmä ei ainoastaan saastuta ympäristöä, vaan se on myös kallis. Vedyn tuotanto maksaa noin 1.50 dollaria kilogrammaa kohden ja 5 dollaria kilogrammaa vihreää vetyä.
Uudessa tutkimuksessa käytettyjen materiaalien osalta professori Stylianou sanoi: ”Ruteniumoksidi ei ole halpaa, mutta fotokatalyytissämme käytetty määrä on minimaalinen. Teollisissa sovelluksissa, jos katalyytti osoittaa hyvää stabiiliutta ja toistettavuutta, tämän pienen ruteniumoksidimäärän kustannukset ovat vähemmän tärkeitä.”
Lähde : Oregonin osavaltionyliopiston tutkimus paljastaa paremman tavan tuottaa vihreää vetyä
