Vätendrivna bilar kan snart bli mer än bara en nyhet efter att ett UNSW-ledt team av forskare visat ett mycket billigare och hållbart sätt att skapa det väte som krävs för att driva dem.

I forskning publicerad i Naturkommunikation nyligen, forskare från UNSW Sydney, Griffith University och Swinburne University of Technology visade att infångning av väte genom att klyva det från syre i vatten kan uppnås genom att använda billiga metaller som järn och nickel som katalysatorer, som påskyndar denna kemiska reaktion samtidigt som den kräver mindre energi.

Järn och nickel, som finns i överflöd på jorden, skulle ersätta ädelmetaller rutenium, platina och iridium som hittills har betraktats som benchmark-katalysatorer i "vattenklyvningsprocessen".

UNSW School of Chemistry Professor Chuan Zhao säger i vattensplittring, två elektroder tillför en elektrisk laddning till vatten som gör att väte kan klyvas från syre och användas som energi i en bränslecell.

"Vad vi gör är att belägga elektroderna med vår katalysator för att minska energiförbrukningen, " säger han. "På den här katalysatorn finns det ett litet gränssnitt i nanoskala där järn och nickel möts på atomnivå, som blir en aktiv plats för att klyva vatten. Det är här väte kan delas från syre och fångas upp som bränsle, och syret kan frigöras som ett miljövänligt avfall."

2015, Prof Zhaos team uppfann en nickel-järnelektrod för syregenerering med rekordhög effektivitet. Dock, Prof Zhao säger att på egen hand, järn och nickel är inte bra katalysatorer för vätegenerering, men där de går med på nanoskalan är "där magin händer."

"Gränssnittet i nanoskala förändrar i grunden egenskaperna hos dessa material, " säger han. "Våra resultat visar att nickeljärnskatalysatorn kan vara lika aktiv som platina för vätegenerering.

"En ytterligare fördel är att vår nickel-järnelektrod kan katalysera både väte- och syregenereringen, så inte bara kunde vi minska produktionskostnaderna genom att använda jordnära element, men också kostnaderna för att tillverka en katalysator istället för två."

En snabb blick på dagens metallpriser visar just varför detta kan vara spelväxlaren som behövs för att påskynda övergången till den så kallade väteekonomin. Järn och nickel kostar 0,13 USD och 19,65 USD per kilogram. Däremot rutenium, platina och iridium kostar 11,77 USD, 42,13 USD och 69,58 USD per gram – med andra ord, tusentals gånger dyrare.

"För närvarande i vår fossila bränsleekonomi, vi har detta enorma incitament att gå över till en väteekonomi så att vi kan använda väte som en ren energibärare som finns i överflöd på jorden, " säger Prof Zhao.

"Vi har pratat om väteekonomin i evigheter, men den här gången ser det ut som om det verkligen kommer. "

Prof Zhao säger att om vattenklyvningstekniken utvecklas ytterligare, Det skulle en dag kunna finnas tankstationer för vätgas, ungefär som bensinstationer idag, där du kan gå och fylla din vätgasbränslecellsbil med vätgas som produceras av denna vattenklyvningsreaktion. Tankningen kunde göras på några minuter jämfört med timmar i fallet med litiumbatteridrivna elbilar.

"Vi hoppas att vår forskning kan användas av stationer som dessa för att tillverka sitt eget väte med hjälp av hållbara källor som vatten, solenergi och dessa låga kostnader, ändå effektiv, katalysatorer."