Исследователи из Вашингтонского государственного университета нашли способ более эффективно производить водород из воды - важный ключ к тому, чтобы сделать чистую энергию более жизнеспособной.
Используя недорогой никель и железо, исследователи разработали очень простой пятиминутный метод создания большого количества высококачественного катализатора, необходимого для химической реакции расщепления воды.
Они описывают свой метод в февральском номере журнала Nano Energy.
Преобразование и хранение энергии является ключом к экономике чистой энергии. Поскольку солнечные и ветряные источники производят энергию только с перерывами, существует острая необходимость в способах хранения и экономии электроэнергии, которую они производят. Одной из самых многообещающих идей по хранению возобновляемой энергии является использование избыточного электричества, вырабатываемого возобновляемыми источниками энергии, для расщепления воды на кислород и водород. Водород имеет множество применений в промышленности и может использоваться для питания автомобилей на водородных топливных элементах.
Промышленность не получила широкого распространения процесса расщепления воды из-за непомерно высокой стоимости необходимых катализаторов из драгоценных металлов - обычно платины или рутения. Многие методы расщепления воды также требуют слишком много энергии или слишком быстро разрушаются необходимые каталитические материалы.
В своей работе исследователи под руководством профессора Юэ Линь из Школы машиностроения и материаловедения использовали два широко доступных и дешевых металла для создания пористой нанопены, которая работала лучше, чем большинство катализаторов, используемых в настоящее время, в том числе изготовленные из драгоценных металлов. Созданный ими катализатор выглядит как крошечная губка. Благодаря своей уникальной атомной структуре и множеству открытых поверхностей по всему материалу нанопена может катализировать важную реакцию с меньшими затратами энергии, чем другие катализаторы. Катализатор показал очень небольшую потерю активности в 12-часовом тесте на стабильность.
«Мы выбрали очень простой подход, который можно легко использовать в крупномасштабном производстве», - сказал Шаофанг Фу, доктор философии WSU. студент, синтезировавший катализатор и проведший большую часть испытаний на активность.
Исследователи WSU сотрудничали в проекте с исследователями Advanced Photon Source в Аргоннской национальной лаборатории и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории.
«Усовершенствованное оборудование для определения характеристик материалов в национальных лабораториях обеспечило глубокое понимание состава и структуры катализаторов», - сказал Цзюньхуа Сонг, еще один доктор наук WSU. студент, работавший над характеристикой катализатора.
В настоящее время исследователи ищут дополнительную поддержку для масштабирования своей работы по крупномасштабному тестированию.
«Это всего лишь лабораторные испытания, но они очень многообещающие», - сказал Лин.