Еще один шаг вперед для возобновляемых источников энергии: производство зеленого водорода может быть даже более эффективным в будущем. Применяя необычный шаг процесса, химики в университете имени Мартина Лютера Галле-Виттенберг (МЛУ) нашли способ лечить недорого электродных материалов и значительно улучшить их свойства при электролизе. Группа опубликовала результаты своих исследований в журнале ACS катализа.
Водород считается решение проблемы хранения возобновляемой энергии. Он может быть произведен в местной электролизеров, временно храниться, а затем очень эффективно преобразуется обратно в электричество в топливных элементах. Он также служит важным сырьем в химической промышленности. Тем не менее, зеленый производства водорода по-прежнему сдерживается низким преобразования подводимой энергии. «Одна из причин заключается в том, что динамические нагрузки от колебаний электричества от солнца и ветра быстро толкает материалов к их пределам. Дешевые каталитических материалов стремительно становятся менее активными», — говорит профессор Майкл Брон из Института химии в мме, объясняя основную проблему.
Его исследовательская группа обнаружили метод, который значительно увеличивает стабильность и активность недорогих электродов никель гидроксида. Гидроксид никеля-это дешевая альтернатива очень активный, но и дорогих катализаторов, как иридий и платина. В научной литературе рекомендуется нагревать окисоводопод до 300 градусов. Это повышает стабильность материала и частично преобразует ее в оксид никеля. Более высоких температурах может полностью уничтожить гидроксид. «Мы хотели увидеть это своими глазами и постепенно нагревают материала в лабораторию до 1000 °C», — говорит Брон.
Так как температура повышенная, исследователи наблюдали ожидаемых изменений в отдельные частицы под электронным микроскопом. Эти частицы были преобразованы в окиси никеля, выросли вместе, образуя более крупные структуры и, при очень высоких температурах, образуются узоры, напоминающие пешеходные переходы. Однако, электрохимических испытаний показали удивительно высокий уровень активности частиц, которые должны не использовать при электролизе. Как правило, большие поверхности и, следовательно, более мелкие структуры более активны в процессе электролиза. «Поэтому мы считаем, что высокий уровень деятельности нашей значительно крупнее частиц на эффект, который, на удивление, происходит только при высоких температурах: формирование активной окиси дефекты на частицах», — говорит Брон.
Используя рентгеновская кристаллография, исследователи обнаружили, как кристаллическая структура гидроксида частицы изменяется по мере повышения температур. Они пришли к выводу, что при нагревании до 900 °С, а точка, в которой частицы проявляют наибольшую активность, дефекты претерпевают переходного процесса, который завершается при 1000 °C. В этот момент вдруг снова падает.
Брон и его команда уверены, что они нашли перспективный подход, поскольку, даже после повторных измерениях после 6000 циклов, нагретой частицы все еще производила на 50% больше электроэнергии, чем необработанные частицы. Далее исследователи хотят использовать рентгеновской дифракции, чтобы лучше понять, почему эти дефекты увеличивают активность так сильно. Они также ищут способы, чтобы произвести новый материал так, что более мелкие структуры сохраняются даже после термической обработки.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!