Tańszy sposób na wytwarzanie wodoru z wody

Jedną z głównych barier blokujących zastosowanie ogniw paliwowych na szeroką skalę są drogie katalizatory wykorzystywane do produkcji paliwa wodorowego z wody. Naukowcy z University of Calgary twierdzą, że opracowali nowatorską metodę wytwarzania katalizatorów przy użyciu niedrogich metali.

Dwie elektrody pokryte folią Fe40Ni60O wytwarzają wodór i tlen z wody przy mniejszym zużyciu energii elektrycznej niż bez katalizatora. Źródło: Uniwersytet Calgary.

Dwóch profesorów chemii — Curtis Berlinguette i Simon Trudel — opublikowało dziś papier w Nauka pokazując, jak działają ich elektrokatalizatory, a także droższe materiały. Opatentowali swoją metodę produkcji i założyli firmę o nazwie Paliwo na wodę ognistą która planuje mieć produkt dostępny już w przyszłym roku. Celem jest stworzenie elektrolizera — urządzenia, które rozdziela wodę w celu wytworzenia paliw wodorowych i tlenowych — które byłoby wystarczająco przystępne dla firm i konsumentów.

Ich wynalazek polega na wytwarzaniu katalizatorów z połączenia związków metali, które wykorzystują żelazo, kobalt i nikiel. Proces, w którym związki metali lub tlenki traktuje się światłem, nie wymaga wysokich temperatur.

Odkryciem w naszym artykule jest możliwość wytwarzania filmów katalitycznych o równomiernym rozkładzie wiele metale, mówi Berlinguette. Stosujemy technikę, która wykorzystuje światło do rozkładu przyjaznych dla środowiska prekursorów w powietrzu na nasze filmy katalityczne. Proces jest skalowalny i przekłada się na prawie każdy metal w układzie okresowym.

Konwencjonalne katalizatory są wykonane z rzadkich lub drogich metali, takich jak platyna. Metoda badaczy z Calgary wytwarza filmy, które są amorficzne pod względem kształtu molekularnego, a nie struktury krystalicznej. Ta wysoce nieuporządkowana struktura w rzeczywistości czyni je bardziej reaktywnymi.

Profesor Harvardu Daniel Nocera, podczas pobytu na MIT, wprowadził tani katalizator wykonany z amorficznego tlenku kobaltu do rozdzielania wody w celu wytworzenia paliwa wodorowego. Firma o nazwie Sun Catalytix została utworzona w 2009 roku, wykorzystując fundusze venture i rządowe do komercjalizacji jego pracy, ale miała problemy z wytworzeniem rentownego produktu i od tego czasu skupiła się na produkcji akumulatorów przepływowych. (Patrz, Sun Catalytix szuka drugiego aktu z baterią Flow.)

Berlinguette mówi, że on i Trudel poczynili postępy we wcześniejszych pracach, ponieważ ich proces może być stosowany na dowolnym metalu z układu okresowego i łączy wiele metali. Amorficzne katalizatory heterogeniczne są dobrze znane, mówi. Problem polega na tym, że trudno jest wykonać materiały amorficzne z wieloma innymi metalami (niż tlenek kobaltu) i nieskończenie trudniej jest wprowadzić wiele rodzajów metali do folii amorficznych.

Komercyjnie opłacalny elektrolizer jest uważany za kluczowy element długo poszukiwanej gospodarki wodorowej. Dobry katalizator może obniżyć ilość energii elektrycznej potrzebnej do wytworzenia wodoru i tlenu z wody. Wodór byłby następnie przechowywany w zbiornikach i podawany do ogniwa paliwowego, aby w razie potrzeby wytwarzać energię elektryczną.

Początkowo FireWater Fuel zamierza opracować elektrolizer do produkcji wodoru do magazynowania energii na farmach wiatrowych. Zamierza stworzyć komercyjny prototyp elektrolizera wielkości zamrażarki, który do 2015 roku zamieniłby kilka litrów wody dziennie na energię elektryczną dla konsumentów.

ukryć