Вот еще одно новое открытие из сферы зеленой энергетики. Исследователи из RIKEN обнаружили катализатор, который сокращает использование иридия на 95% при производстве водорода. Они рассчитывают улучшить устойчивость в разработке углеродно-нейтральной водородной экономики.
Центр исследований устойчивых ресурсов RIKEN (CSRS) в Японии разработал катализатор, который снизит потребность в иридии в водородных электролизерах. Из-за ряда ограничений производство электролиза с использованием протонно-обменной мембраны (PEM) не может быть реализовано в больших масштабах. Обычно электрохимические реакции лучше всего протекают в пересыщенной кислой среде, и редкоземельные металлы, такие как иридий, даже считаются лучшими кандидатами в качестве катализаторов. Но дефицит иридия до сих пор препятствовал производству экологически чистого водорода.
В этом контексте доктор Рюхэй Накамура , ведущий исследователь CSRS, сказал: « Для масштабирования электролиза с использованием протонообменной мембраны до тераваттного масштаба потребуется запас иридия на 40 лет, что, безусловно, непрактично и крайне нерационально » .
Проблемы производства зеленого водорода
Электролиз воды — это экологически чистый электрохимический процесс, в котором происходит разделение молекул кислорода и водорода. Водород, полученный этим методом, можно хранить и использовать позже.
Водород в сочетании с протонно-ионообменной мембраной (ПЭМ) подходит для хранения энергии, что позволяет использовать его в электромобилях. Тем не менее, из-за ряда ограничений производство ПЭМ-электролиза не может быть адаптировано для крупномасштабного использования.
Основные моменты: Революционный катализатор RIKEN Снижает использование иридия на 95%
- новый катализатор is на основе атомов иридия, нанесенных на подложку из оксида марганца.
- Он электрохимически осаждается на покрытую платиной титановую сетку, устойчивую к коррозии.
- форма этого расположения является оптимальной для иридия, так как он обеспечивает наивысшие каталитические свойства при использовании наименьшего количества иридия.
- Более того, он не слипался и не слипался, что позволяло производить водород. оставаться эффективным в электролизере с протонообменной мембраной (ПОМ).
- Используется версия с самой известной эффективностью (94%). Это позволяет поддерживать реакцию в кислой среде при 1000 мА/см2 на месяц.
- Количество переданного заряда составило почти в 100 раз больше. Это больше, чем любой предыдущий эксперимент.
- Тестирование электролизера PEM для электролиза воды показывает возможность поддержания стабильности. Он успешно поддерживался Эффективность 82% в течение 4 месяцев без ухудшения характеристик.
- Электролиз воды увеличился в 10 раз по сравнению с другими несырьевыми металлическими веществами.
- Результаты указывают на возможность повышения стабильности реакции более чем в 40 раз за счет изменения структуры.
- Планар имеет более прочные связи с марганцем и количество плоскостного кислорода в кристалле положительно влияет на стабильность катализатора.
« Нам нужен способ преодолеть разрыв между электролизерами на основе редких и обычных металлов, чтобы мы могли постепенно, в течение многих лет, перейти к полностью устойчивому производству экологически чистого водорода », — говорит доктор Накамура.
Вы слышали об исследовании экономически эффективных катализаторов на основе сахара, способных эффективно разрушать углекислый газ?
Будущий потенциал нового катализатора
« Повышенная стабильность не привела к снижению активности, что обычно и бывает. Электролизер воды с протонно-обменной мембраной, генерирующий водород с использованием распространенного в природе катализатора со скоростью 200 мА/см², обладает высокой эффективностью », — говорит доктор Шуан Конг , один из соавторов исследования.
В конечном итоге катализатор RIKEN сокращает использование иридия при производстве водорода на 95% и подчеркивает потенциал инноваций.
Источник : Более долговечное и экологичное производство экологически чистого водорода.
