En ny metod för att utvinna väte ur vatten mer effektivt kan bidra till att underbygga fångsten av förnybar energi i form av hållbart bränsle, säger forskare.

I en ny tidning, publiceras idag i tidskriften Naturkommunikation , forskare från universitet i Storbritannien, Portugal, Tyskland och Ungern beskriver hur pulserande elektrisk ström genom en skiktad katalysator har gjort det möjligt för dem att nästan fördubbla mängden väte som produceras per millivolt elektricitet som används under processen.

Elektrolys, en process som förmodligen är bekant för alla som studerade kemi på gymnasiet, använder elektrisk ström för att dela upp bindningarna mellan väte- och syreatomerna i vattnet, släpper ut väte och syrgas. Om den elektriska strömmen för elektrolysprocessen genereras genom förnybara medel som vind- eller solenergi, hela processen släpper inte ut ytterligare kol i atmosfären, inte bidrar till klimatförändringen. Vätgas kan då användas som en nollutsläppsbränslekälla i vissa transportformer som bussar och bilar eller för uppvärmning av bostäder.

Teamets forskning fokuserade på att hitta ett mer effektivt sätt att producera väte genom den elektrokatalytiska vattenspjälkningsreaktionen. De upptäckte att elektroder täckta med en molybedentelluridkatalysator visade en ökning av mängden vätgas som producerades under elektrolysen när ett specifikt mönster av högströmspulser applicerades. Genom att optimera strömpulserna genom den sura elektrolyten, de kan minska mängden energi som behövs för att göra en given mängd väte med nästan 50 %.

Dr Alexey Ganin, vid University of Glasgows School of Chemistry, ledde forskargruppen. Dr. Ganin sa:"För närvarande tillgodoser Storbritannien ungefär en tredjedel av sitt energiproduktionsbehov genom förnybara källor, och i Skottland är den siffran cirka 80 %.

"Experter förutspår att vi snart kommer att nå en punkt där vi kommer att producera mer förnybar el än vår förbrukning kräver. som det ser ut för närvarande måste överskottet av genererad energi användas när den produceras, annars går den till spillo. Det är viktigt att vi utvecklar en robust uppsättning metoder för att lagra energin för senare användning.

"Batterier är ett sätt att göra det, men väte är ett mycket lovande alternativ. Vår forskning ger en viktig ny insikt om att producera väte från elektrolys mer effektivt och mer ekonomiskt, och vi är angelägna om att fortsätta denna lovande undersökningsväg."

Eftersom nivån av katalytisk förbättring styrs av elektriska strömmar, de senaste framstegen inom maskininlärning skulle kunna användas för att finjustera rätt sekvens av applicerade strömmar för att uppnå maximal effekt. Nästa steg för teamet är utvecklingen av ett artificiell intelligensprotokoll för att ersätta mänsklig input i sökandet efter de mest effektiva elektroniska strukturerna som används i liknande katalytiska processer.

Pappret, med titeln "Den snabba elektrokemiska aktiveringen av MoTe2 för väteutvecklingsreaktionen, " publiceras i Nature Communications.