Dezvoltarea de tehnologii pentru reducerea costurilor producției de hidrogen verde

02 iunie 2023 (Știri Nanowerk) Hidrogenul verde, care produce hidrogen fără utilizarea combustibililor fosili sau a emisiilor de dioxid de carbon, a devenit din ce în ce mai important în ultimii ani, ca parte a eforturilor de realizare a unei economii decarbonizate. Cu toate acestea, din cauza costului ridicat de producție al dispozitivelor de electroliză a apei care produc hidrogen verde, fezabilitatea economică a hidrogenului verde nu a fost foarte mare. Dezvoltarea unei tehnologii care reduce drastic cantitatea de metale rare, cum ar fi iridiul și platina, utilizate în dispozitivele de electroliză a apei cu membrană din polimeri, deschide calea către reducerea costurilor de producție. O echipă de cercetare condusă de Dr. Hyun S. Park și Sung Jong Yoo de la Centrul de Cercetare pe Hidrogen și Pile de Combustie de la Institutul Coreean de Știință și Tehnologie (KIST) a anunțat că a dezvoltat o tehnologie care poate reduce semnificativ cantitatea de platină și iridiu, metale prețioase utilizate în stratul de protecție a electrodului dispozitivelor de electroliză a apei cu membrană electrolit polimeric și performanță și durabilitate sigure la egalitate cu dispozitivele existente (Cataliza aplicată B Mediu, „Electrolizor de apă de înaltă performanță cu utilizare minimă a metalului din grupul de platină: nanostructuri miez-cochiliu de nitrură de fier-oxid de iridiu pentru o reacție stabilă și eficientă de evoluție a oxigenului”). Forma catalizatorului realizată cu noua tehnologie (catalizator roșu-iridiu/nitrură de fier verde). (Imagine: Institutul Coreean de Știință și Tehnologie) În special, spre deosebire de studiile anterioare care s-au concentrat pe reducerea cantității de catalizator de iridiu, menținând în același timp structura care folosește o cantitate mare de platină și aur ca strat de protecție a electrodului, cercetătorii au înlocuit metalul prețios în stratul de protecție a electrodului cu nitrură de fier ieftină, având o suprafață mare și acoperită uniform cu o cantitate mică de catalizator de iridiu deasupra acestuia, crescând foarte mult eficiența economică a dispozitivului de electroliză. Dispozitivul de electroliză a apei cu membrană cu electrolit polimeric este un dispozitiv care produce hidrogen și oxigen de înaltă puritate prin descompunerea apei folosind energie electrică furnizată de energie regenerabilă, cum ar fi energia solară, și joacă un rol în furnizarea de hidrogen în diverse industrii, cum ar fi producția de oțel și produsele chimice. În plus, este avantajos ca conversia energiei să stocheze energie regenerabilă sub formă de hidrogen, astfel încât creșterea eficienței economice a acestui dispozitiv este foarte importantă pentru realizarea economiei verzi cu hidrogen. Într-un dispozitiv obișnuit de electroliză, există doi electrozi care produc hidrogen și oxigen, iar pentru electrodul generator de oxigen, care funcționează într-un mediu extrem de coroziv, aur sau platină sunt acoperite pe suprafața electrodului la 1 mg/cm2 ca strat de protecție pentru a asigura durabilitatea și eficiența producției, și 1-2 mg/cm2 de catalizator de iridiu este acoperit deasupra. Metalele prețioase utilizate în aceste dispozitive de electroliză au rezerve și producție foarte scăzute, ceea ce este un factor major care împiedică adoptarea pe scară largă a dispozitivelor de producere a hidrogenului verde. Schema procesului de fabricare a electrodului pentru această dezvoltare. (Imagine: Institutul Coreean de Știință și Tehnologie) Pentru a îmbunătăți economia electrolizei apei, echipa a înlocuit metalele rare, aur și platină, utilizate ca strat protector pentru electrodul de oxigen din dispozitivele de producere a hidrogenului cu membrană de electrolit polimeric cu nitrură de fier ieftină (Fe).2N). Pentru a face acest lucru, echipa a dezvoltat un proces compozit care acoperă mai întâi electrodul uniform cu oxid de fier, care are o conductivitate electrică scăzută, apoi transformă oxidul de fier în nitrură de fier pentru a-i crește conductivitatea. Echipa a dezvoltat, de asemenea, un proces care acoperă uniform un catalizator de iridiu cu o grosime de aproximativ 25 de nanometri (nm) deasupra stratului protector de nitrură de fier, reducând cantitatea de catalizator de iridiu la mai puțin de 0.1 mg/cm2, rezultând un electrod cu eficiență și durabilitate ridicate în producția de hidrogen. Electrodul dezvoltat înlocuiește aurul sau platina utilizate ca strat protector pentru electrodul generator de oxigen cu nitruri de metale neprețioase, menținând în același timp performanțe similare cu unitățile de electroliză comerciale existente și reduce cantitatea de catalizator de iridiu la 10% din nivelul existent. În plus, unitatea de electroliză cu noile componente a fost operată mai mult de 100 de ore pentru a verifica stabilitatea sa inițială. „Reducerea cantității de catalizator de iridiu și dezvoltarea de materiale alternative pentru stratul protector de platină sunt esențiale pentru utilizarea economică și pe scară largă a dispozitivelor de producere a hidrogenului verde cu membrană cu electrolit polimeric, iar utilizarea nitrurii de fier ieftine în loc de platină este de mare importanță”, a spus. Dr. Hyun S. Parcul KIST. „După ce vom observa în continuare performanța și durabilitatea electrodului, îl vom aplica dispozitivelor comerciale în viitorul apropiat.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• Mintând viitorul cu Adryenn Ashley. Accesați Aici.
• Cumpărați și vindeți acțiuni în companii PRE-IPO cu PREIPO®. Accesați Aici.
• Sursa: https://www.nanowerk.com/news2/green/newsid=63099.php