نانومواد

توسعه الکتروکاتالیست مقرون به صرفه برای تولید هیدروژن

توسعه الکتروکاتالیست مقرون به صرفه برای تولید هیدروژن

 

توسعه الکتروکاتالیست مقرون به صرفه برای تولید هیدروژن
نمودار شماتیک فرآیند سنتز گام به گام برای تهیه Ti.MoP. اعتبار: انستیتوی علم و فناوری کره (KIST)

توسعه الکتروکاتالیست مقرون به صرفه برای تولید هیدروژن کلید ترویج اقتصاد هیدروژنی که توسط وسایل نقلیه هیدروژنی نشان داده می شود ، تولید هیدروژن برای تولید برق با قیمت مناسب است. روش های تولید هیدروژن شامل گرفتن هیدروژن توسط محصول جانبی ، اصلاح سوخت فسیلی و الکترولیز آب است. به ویژه الکترولیز آب یک روش سازگار با محیط زیست برای تولید هیدروژن است ، که در آن استفاده از کاتالیزور مهمترین عامل در تعیین بازده و رقابت قیمت است. با این حال ، دستگاه های الکترولیز آب به یک کاتالیزور پلاتین (Pt) نیاز دارند ، که در مورد سرعت بخشیدن به واکنش تولید هیدروژن و افزایش دوام طولانی مدت عملکرد بی نظیری از خود نشان می دهد اما هزینه بالایی دارد و در مقایسه با سایر روش ها از نظر قیمت کمتر قابل رقابت است .

دانشکده ها :  الکترولیز آب دستگاه وجود دارد که در شرایط الکترولیتی که در آب حل می شود و اجازه جریان می دهد. دستگاهی که از غشای تبادل پروتون (PEM) برای به عنوان مثال ، سرعت بالای واکنش تولید هیدروژن را حتی با استفاده از کاتالیزور ساخته شده از فلز انتقالی به جای کاتالیزور گران قیمت مبتنی بر Pt. به همین دلیل ، تحقیقات زیادی در زمینه فناوری برای اهداف تجاری انجام شده است. در حالی که تحقیقات بر روی دستیابی به فعالیت واکنش بالا متمرکز بوده است ، تحقیقات در مورد افزایش دوام فلزات انتقالی که به راحتی در یک محیط الکتروشیمیایی دچار خوردگی می شوند نسبتاً مورد غفلت قرار گرفته است.

انستیتوی علم و فناوری کره (KIST) اعلام کرد تیمی به سرپرستی دکتر سونگ-جونگ یو از مرکز تحقیقات سلول سوختی هیدروژن ، یک کاتالیزور ساخته شده از فلز انتقالی با پایداری طولانی مدت را ایجاد کردند که می تواند بهبود یابد بهره وری تولید هیدروژن بدون استفاده از پلاتین با غلبه بر مسئله دوام کاتالیزورهای غیر پلاتین.

تیم تحقیقاتی مقدار کمی تیتانیوم (Ti) را به فسفید مولیبدن (MoP) ، فلز انتقالی کم هزینه ، از طریق فرآیند تجزیه در اثر تجزیه و تحلیل محلول تزریق کردند. از آنجا که ارزان و کار با آن نسبتاً آسان است ، از مولیبدن به عنوان کاتالیزوری برای دستگاه های تبدیل و ذخیره انرژی استفاده می شود ، اما ضعف آن شامل این واقعیت است که به راحتی آسیب می بیند زیرا در برابر اکسیداسیون آسیب پذیر است.

در مورد کاتالیزور ساخته شده توسط تیم تحقیقاتی در KIST ، مشخص شد که ساختار الکترونیکی هر ماده در طی فرآیند سنتز به طور کامل بازسازی می شود ، و منجر به همان سطح فعالیت واکنش تکامل هیدروژن (HER) می شود به عنوان کاتالیزور پلاتین. تغییرات در ساختار الکترونیکی به مسئله خوردگی زیاد پرداخته و بدین ترتیب ۲۶ برابر ماندگاری را نسبت به کاتالیزورهای مبتنی بر فلز گذار بهبود بخشید. انتظار می رود این امر سرعت تجاری سازی کاتالیزورهای غیر پلاتین را تسریع کند. دکتر یو از KIST گفت ، “این مطالعه به این دلیل قابل توجه است که باعث بهبود پایداری سیستم الکترولیز آب مبتنی بر کاتالیزور فلزات انتقالی می شود ، که بزرگترین محدودیت آن بوده است. امیدوارم که این مطالعه ، که باعث افزایش کارآیی واکنش تکامل هیدروژن در مرحله انتقال شده است. کاتالیزور به سطح کاتالیزورهای پلاتین و در عین حال ثبات کمک به تجاری سازی قبلی فن آوری تولید انرژی هیدروژن سازگار با محیط زیست. “

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا