Vízbontás 1,5 V-os elemmel?

Vízbontás 1,5 V-os elemmel?Az új elektróda energiatakarékosabbá és klímabarátabbá teheti a hidrogén előállítását! Túl szép ahhoz, hogy igaz legyen: amerikai kutatók egy egyszerű és olcsó 

módszert találtak arra, hogy a vízből hidrogént állítsanak elő. Már egy egyszerű 1,5 V-os elem elég a vízbontás elindításához. Mindezt egy új, nanostrukturált nikkelelektróda teszi lehetővé. Az eljárással a jövőben anélkül lehetne az üzemanyagcellákat üzemanyaggal ellátni, hogy ehhez értékes nemesfémekre és metángázra lenne szükség, mint eddig.

 

Az autók esetében az üzemanyagcellák a fosszilis tüzelőanyagok klímabarát alternatíváját jelentik. Ezek ugyanis a hidrogén és oxigén vízzé egyesítésével termelnek energiát, miközben nem szabadulnak fel üvegházhatású gázok. Eddig az jelentett problémát, hogy a hidrogén, amely az üzemanyagcella tulajdonképpeni energiahordozója, nem fordul elő szabadon a természetben, hanem energiabefektetéssel lehet előállítani.

 

Mindezidáig többnyire szénhidrogénekből, például metángázból állították elő a hidrogént, vagy a víz bontásával – az elektrolízishez azonban sok elektromos energiára van szükség. Ha ez nem megújuló energiaforrásokból származik, akkor az üzemanyagcellák nem nevezhetők klímabarát megoldásnak. Emellett a vízbontáshoz értékes nemesfémekből készülő elektródákat használnak, ami tovább növeli a költségeket.

 

Erre a problémára találtak megoldást Hongjie Dai és kollégái, a Stanford Egyetem kutatói. Különböző, nanostrukturált nikkelvegyületekkel kísérleteztek, ezek között találtak egy olyat, amely alkalmas volt a vízbontáshoz elektródának. „Nagy meglepetés volt, amikor kiderült, hogy a nikkel alapú katalizátor ugyanolyan hatékony, mint a platina” – nyilatkozta Dai.

 

Bebizonyosodott, hogy a kutatók által kifejlesztett nikkel – nikkel-oxid struktúra sokkal aktívabb, mint a tiszta nikkel vagy a tiszta nikkel-oxid. A kísérletben már egy 1,5 V-os elem elég volt ahhoz, hogy az előbb említett elektródával és egy vaselektródával beindítsák a vízbontást és hidrogént termeljenek. Ráadásul mindez szobahőmérsékleten is működik.

 

„Elsőként alkalmaztunk a vízbontáshoz nem nemesfémet katalizátorként ilyen alacsony feszültség mellett” – nyilatkozta Dai. „Ez azt mutatja, hogy az anyagok nanostrukturálása nagy előnyökkel járhat az üzemanyaggyártásban és az energiafelhasználásban. Azonban egyelőre még a kutatók sem tudják pontosan, miért és hogyan működik az új anyag, és miért olyan kevés energiára van szükség a vízbontáshoz.

 

Viszont biztosak benne, hogy eljárásukkal több milliárd dolláros megtakarítás érhető el a hidrogéngyártás terén, és az üvegházhatású gázok kibocsátása is csökkenthető. A következőkben azon dolgoznak, hogy tartósabbá tegyék az elektródát, amely alapvetően stabil ugyan, de idővel roncsolódik. Dai szerint a prototípus több napon át működik, de több hetes vagy hónapos élettartam természetesen jobb lenne. Ez a cél a struktúra további optimalizálásával érhető el.

 

Forrás: www.mernokbazis.hu