Водородът се счита за обещаващо алтернативно гориво, но устойчивото и рентабилно производство на водород се сблъсква с редица пречки, включително високата цена и недостига на иридий. Изследователи от САЩ са разработили нов катализатор, който намалява използването на иридий в електролизерите с протонно-обменна мембрана с повече от 80%. Това може да направи производството на чист водород много по-достъпно и мащабируемо.
Съвременните протонно-обменни мембранни (ПОМ) електролизери разчитат в голяма степен на иридия – един от малкото метали, които могат да издържат на агресивната киселинна среда, необходима за разграждането на водните молекули. В същото време иридият е един от най-редките елементи на Земята, като цената му е около 160 долара за грам.
„Без да се намали потреблението на иридий, прогнозираното търсене само за електролизери може да надхвърли 75% от годишното световно предлагане“, казва Уанг Хаотян от Университета Райс, един от изследователите. – Това просто не е рентабилно, ако искаме сериозно да увеличим производството на водород.“
За да реши този проблем, екипът от Райс разработва катализатор, при който атомите на иридия са вградени в решетката на рутениевия оксид, вместо да покриват повърхността. Работейки с De Nora Tech, те използват функционалната теория на плътността и Монте Карло симулации, за да прогнозират оптималното разположение на атомите.
Моделирането показа, че атомите на иридия в подповърхността играят решаваща роля, съобщава IE. Те спомагат за защитата на рутениевите атоми над тях от разтваряне при екстремните електрохимични условия. Когато иридият е равномерно разпределен в структурата на рутениевия оксид, стабилността се увеличава, тъй като иридият помага за стабилизирането на съседните рутениеви атоми в оксидната решетка.
Учените са синтезирали материал (Ru₆IrOₓ) със съотношение рутений към иридий шест към едно. Тестовете показват, че той може да издържи на ток с плътност 2 ампера на квадратен сантиметър в продължение на повече от 1500 часа с минимална деградация. В мембранен електролизер с протонна емисия с площ 25 cm² катализаторът с малко съдържание на иридий показа производителност, сравнима с тази на системите с чист иридий.
Всичко важно от света на технологиите, директно в пощата ти.
С абонирането приемате нашите Условия и Политика за поверителност. Може да се отпишете с един клик по всяко време.
Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Google Новини, TikTok, Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iPhone, Huawei, Google Chrome, Microsoft Edge и Opera!
