WSU-forskare har hittat ett sätt att skapa stora mängder billiga nanoskumkatalysatorer som kan underlätta genereringen av väte i stor skala genom att dela vattenmolekyler. Upphovsman:Washington State University
Washington State University-forskare har hittat ett sätt att mer effektivt generera väte från vatten - en viktig nyckel för att göra ren energi mer lönsam.
Använder billigt nickel och järn, forskarna utvecklade en mycket enkel, fem minuters metod för att skapa stora mängder av en högkvalitativ katalysator som krävs för den kemiska reaktionen att klyva vatten.
De beskriver sin metod i februarinumret av tidskriften Nanoenergi .
Energiomvandling och lagring är en nyckel till en ren energiekonomi. Eftersom sol- och vindkällor endast producerar ström intermittent, det finns ett kritiskt behov av sätt att lagra och spara elen de skapar. En av de mest lovande idéerna för att lagra förnybar energi är att använda överskottselen som genereras från förnybara energikällor för att dela upp vatten till syre och väte. Vätgas har otaliga användningsområden inom industrin och kan användas för att driva vätgasbränslecellsbilar.
Industrierna har inte använt vattenklyvningsprocessen i stor utsträckning, dock, på grund av den oöverkomliga kostnaden för de ädelmetallkatalysatorer som krävs - vanligtvis platina eller rutenium. Många av metoderna för att klyva vatten kräver också för mycket energi, eller de erforderliga katalysatormaterialen bryts ner för snabbt.
I sitt arbete, forskarna, leds av professor Yuehe Lin vid School of Mechanical and Materials Engineering, använde två rikligt tillgängliga och billiga metaller för att skapa ett poröst nanoskum som fungerade bättre än de flesta katalysatorer som för närvarande används, inklusive de som är gjorda av ädelmetaller. Katalysatorn de skapade ser ut som en liten svamp. Med sin unika atomstruktur och många exponerade ytor i hela materialet, nanoskummet kan katalysera den viktiga reaktionen med mindre energi än andra katalysatorer. Katalysatorn visade mycket liten förlust i aktivitet i ett 12-timmars stabilitetstest.
"Vi tog ett mycket enkelt tillvägagångssätt som lätt kunde användas i storskalig produktion, " sa Shaofang Fu, en WSU Ph.D. elev som syntetiserade katalysatorn och gjorde det mesta av aktivitetstestningen.
Yuehe Lin (vänster) och Shaofang Fu, en WSU Ph.D. studerande, i WSU Lins materialtekniklabb Kredit:Washington State University
WSU-forskarna samarbetade i projektet med forskare vid Advanced Photon Source vid Argonne National Laboratory och Pacific Northwest National Laboratory.
"Den avancerade materialkarakteriseringsanläggningen vid de nationella laboratorierna gav en djup förståelse av katalysatorernas sammansättning och struktur, sa Junhua Song, en annan WSU Ph.D. student som arbetade med katalysatorkarakteriseringen.
Forskarna söker nu ytterligare stöd för att skala upp sitt arbete för storskaliga tester.
"Det här är bara tester i laboratorieskala, men det här är mycket lovande, sa Lin.
