Ecco un'altra nuova scoperta dalla sfera dell'energia verde. I ricercatori del RIKEN hanno scoperto un catalizzatore che riduce l'uso di iridio del 95% nella produzione di idrogeno. Si aspettano di migliorare la sostenibilità nello sviluppo di un'economia dell'idrogeno a zero emissioni di carbonio.
Il RIKEN Center for Sustainable Resource Science (CSRS) in Giappone ha sviluppato un catalizzatore che ridurrà la necessità di iridio negli elettrolizzatori per l'idrogeno. A causa di diverse limitazioni, la produzione di idrogeno tramite elettrolisi PEM non è in grado di soddisfare le esigenze di un utilizzo su larga scala. Solitamente, le reazioni elettrochimiche funzionano al meglio in un mezzo acido supersaturo e con metalli delle terre rare come l'iridio, considerato addirittura il candidato ideale come catalizzatore. Tuttavia, la carenza di iridio ha ostacolato finora la produzione di idrogeno verde.
In questo contesto, il dottor Ryuhei Nakamura , ricercatore principale del CSRS, ha affermato: " Portare l'elettrolisi PEM su scala terawatt richiederebbe una quantità di iridio pari a 40 anni, il che è certamente impraticabile e altamente insostenibile " .
Sfide nella produzione di idrogeno verde
L'elettrolisi dell'acqua è un processo elettrochimico ecocompatibile che separa le molecole di ossigeno e idrogeno. L'idrogeno prodotto con questo metodo può essere immagazzinato e utilizzato in un secondo momento.
L'idrogeno combinato con le membrane a scambio protonico (PEM) è adatto all'accumulo di energia, che può alimentare un'auto elettrica. Tuttavia, a causa di diverse limitazioni, la produzione tramite elettrolisi delle PEM non è in grado di soddisfare le esigenze di un utilizzo su larga scala.
In evidenza: il rivoluzionario catalizzatore di RIKEN Riduce l'uso dell'iridio del 95%
- Migliori nuovo catalizzatore is basato su atomi di iridio sparsi su un substrato di ossido di manganese.
- Viene depositato elettrochimicamente sulla maglia di titanio rivestita di platino, che è resistente alla corrosione.
- Migliori la forma di questa disposizione è ottimale per l'iridio, poiché fornisce le più elevate proprietà catalitiche utilizzando la minima quantità di iridio.
- Inoltre, non si è attaccato o ammassato, consentendo la produzione di idrogeno rimanere efficiente nell'elettrolizzatore a membrana a scambio protonico (PEM).
- Si utilizza la versione con l'efficacia più nota (94%), che consente di mantenere la reazione in ambiente acido a 1000 mA/cm2 per un mese.
- La quantità di carica trasferita è stata quasi 100 volte maggiore. È più di qualsiasi esperimento precedente.
- Un elettrolizzatore PEM che testa l'elettrolisi dell'acqua mostra la possibilità di mantenere la stabilità. Ha mantenuto con successo Efficienza dell'82% per 4 mesi senza degradazione.
- L'acqua elettrolizzata è aumentata di 10 volte rispetto ad altre sostanze metalliche non grezze.
- I risultati indicano la possibilità di aumentare la stabilità della reazione di oltre 40 volte modificando la struttura.
- Planar ha legami più forti con il manganese e il la quantità di ossigeno planare nel cristallo influenza positivamente la stabilità del catalizzatore.
" Abbiamo bisogno di un modo per colmare il divario tra gli elettrolizzatori a base di metalli rari e quelli a base di metalli comuni, in modo da poter effettuare una transizione graduale, nell'arco di molti anni, verso un idrogeno verde completamente sostenibile ", afferma il dottor Nakamura.
Avete mai sentito parlare di uno studio sui catalizzatori a base di zucchero, economici ed efficaci, in grado di distruggere l'anidride carbonica?
Potenziale futuro del nuovo catalizzatore
“ La maggiore stabilità non è avvenuta a scapito dell'attività, come di solito accade. Un elettrolizzatore ad acqua PEM che genera idrogeno con un catalizzatore a base di elementi abbondanti sulla Terra a una velocità di 200 mA/cm2 è altamente efficiente ”, afferma il Dott. Shuang Kong , co-primo autore dello studio.
In definitiva, il catalizzatore RIKEN riduce del 95% l'uso dell'iridio nella produzione di idrogeno, sottolineando la potenza dell'innovazione.
Fonte : Produzione di idrogeno verde più duratura e sostenibile
