Produkcja wodoru z wody była szeroko badana, aby wykorzystać ją jako alternatywę dla paliwa. Mimo że intencją jest zmniejszenie zanieczyszczenia środowiska, większość procesów jest mniej wydajna i generuje duże ilości emisji CO2. Jednak ostatnie badania ujawniają, że MOF może zwiększyć fotokatalityczną produkcję wodoru.
Współpraca prof. Kyriakosa Stylianou z Oregon State University , College of Science, i jego zespołu badawczego doprowadziła do stworzenia fotokatalizatora, który umożliwia szybką i wydajną produkcję wodoru . Badania pokazują , że nowe narzędzie może być przydatne w walce z emisją gazów cieplarnianych i zmianami klimatu.
Prof. Stylianou powiedział: „Badanie to podkreśla potencjał heterozłączy tlenków metali pochodzących z MOF jako fotokatalizatorów do praktycznej produkcji wodoru, przyczyniając się do rozwoju zrównoważonych i efektywnych rozwiązań energetycznych”.
Najważniejsze
- W ciągu 1 godziny gram RTTA-1 wytworzył ponad 10,700 XNUMX mikromoli wodoru.
- W procesie tym fotony wykorzystywano z imponującą szybkością 10%, co oznacza, że każde 10 na 100 fotonów uderzających w RTTA-1 przyczyniało się do produkcji wodoru.
W tym badaniu, aby uzyskać heterozłącze tlenku metalu, naukowcy wykorzystali MOF. Uzyskane heterozłącze jest połączeniem 2 materiałów o uzupełniających się właściwościach. Dzięki niemu tworzą katalizator, który wydajnie i szybko rozdziela wodę na wodór po wystawieniu na działanie światła słonecznego.
Nazywają to heterozłącze RTTA i zawiera ono tlenek rutenu i tlenek tytanu pochodzący z MOF. Tlenki te są domieszkowane azotem i siarką. Po przetestowaniu wielu RTTA z różnymi ilościami tlenków, znaleźli zwycięzcę.
Profesor Stylianou stwierdził: „Spośród różnych materiałów RTTA, RTTA-1, charakteryzujący się najniższą zawartością tlenku rutenu, charakteryzował się najszybszą produkcją wodoru i wysoką wydajnością kwantową”.
MOF-y składają się z dodatnio naładowanych jonów metali i organicznych cząsteczek łączących. Charakteryzują się również zmienną strukturą i małymi porami. Co więcej, właściwości MOF-ów zależą od komponentów użytych w ich konstrukcji.
Oto kolejna , ekonomiczna metoda produkcji zielonego wodoru z wykorzystaniem aktywnych MXenes, twierdzą badacze KIST.
Niezrównoważone metody produkcji wodoru
Metoda reformingu metanu z parą wodną to powszechnie stosowana, konwencjonalna metoda pozyskiwania wodoru z gazu ziemnego. W całości jest to proces, w którym powstaje węgiel. Metoda ta obejmuje elektrokatalizę, czyli przepływ prądu przez katalizator. Metoda ta nie tylko zanieczyszcza środowisko, ale jest również kosztowna. Koszt wytworzenia kilograma wodoru wynosi około 1.50 dolara, a 1 kg zielonego wodoru – 5 dolarów.
Odnosząc się do materiałów wykorzystywanych w nowych badaniach, prof. Stylianou powiedział: „Tlenek rutenu nie jest tani, ale jego ilość w naszym fotokatalizatorze jest minimalna. W zastosowaniach przemysłowych, jeśli katalizator charakteryzuje się dobrą stabilnością i powtarzalnością, koszt tej niewielkiej ilości tlenku rutenu staje się mniej istotny”.
Źródło : Badania Oregon State University ujawniają lepszy sposób produkcji zielonego wodoru
