Vätgasproduktion från vatten har undersökts mycket för att använda det som ett alternativ till bränsle. Även om avsikten är att minska miljöföroreningarna är de flesta av processerna mindre effektiva och ger stora mängder CO2-utsläpp. Ny forskning visar dock att MOF kan öka fotokatalytisk väteproduktion.
Ett samarbete mellan professor Kyriakos Stylianou från Oregon State University , College of Science, och hans forskargrupp har skapat en fotokatalysator som möjliggör höghastighets- och effektiv vätgasproduktion . Forskningen visar att det nya verktyget kan vara användbart mot utsläpp av växthusgaser och klimatförändringar.
Professor Stylianou sa: ”Denna studie belyser potentialen hos MOF-deriverade metalloxidheterojunktioner som fotokatalysatorer för praktisk vätgasproduktion, vilket bidrar till utvecklingen av hållbara och effektiva energilösningar.”
Höjdpunkter
- På 1 timme producerade ett gram RTTA-1 mer än 10,700 XNUMX mikromol väte.
- Processen använde fotoner med en imponerande hastighet av 10 %, vilket betyder att var 10:e av 100 fotoner som träffade RTTA-1 bidrog till väteproduktionen.
I denna studie använde forskare en MOF för att härleda en metalloxidheteroövergång. Den härledda heteroövergången är en kombination av 2 material som har komplementära egenskaper. Med den gör de en katalysator som effektivt och snabbt delar upp vatten till väte när det utsätts för solljus.
De hänvisar till denna heterojunction som RTTA och den har MOF-härledd ruteniumoxid och titanoxid. Dessa oxider är dopade med kväve och svavel. Efter att ha testat flera RTTA med olika mängder oxider hittade de en vinnare.
Professor Stylianou sa: ”Bland olika RTTA-material uppvisade RTTA-1, med den lägsta ruteniumoxidhalten, den snabbaste väteproduktionshastigheten och ett högt kvantumutbyte.”
MOF:er består av positivt laddade metalljoner och organiska länkmolekyler. De har också justerbara strukturer och små porer. Dessutom bestäms egenskaperna hos MOF:er av de komponenter som används i deras design.
Här är en annan metod för kostnadseffektiv grön vätgasproduktion med aktiva MXener, säger KIST-forskare.
Icke-hållbara metoder för väteproduktion
Metan -ångreformeringsmetoden är en vanligt förekommande konventionell metod för att utvinna väte från naturgas. Detta är i sin helhet en kolproducerande process. Denna metod involverar elektrokatalys, vilket innebär att elektricitet körs genom katalysatorn. Denna metod förorenar inte bara miljön, utan är också dyr. Per kilogram väteproduktion kostar cirka 1.50 dollar och 5 dollar för 1 kg grön väteproduktion.
När det gäller de material som används i ny forskning sa professor Stylianou: ”Ruteniumoxid är inte billigt, men mängden som används i vår fotokatalysator är minimal. För industriella tillämpningar, om en katalysator uppvisar god stabilitet och reproducerbarhet, blir kostnaden för denna lilla mängd ruteniumoxid mindre viktig.”
Källa : Forskning från Oregon State University avslöjar ett bättre sätt att producera grön vätgas
