A kép csak illusztráció (Forrás: Freepik)
A zöld hidrogén az egyik legtisztább energiaforrás: szénmentes, és súlyarányosan jóval több energiát képes tárolni, mint a benzin.
Most dél-koreai tudósok olyan módszert dolgoztak ki, amely jelentősen csökkentheti a zöld hidrogén előállításának költségeit, ezzel új távlatokat nyitva a klímaváltozás elleni küzdelemben, írja at Interesting Engineering.
Új nanomateriálisok a hidrogéntermelés szolgálatában
A Hanyang Egyetem ERICA kampuszának kutatócsoportja kobalt-foszfid alapú nanomateriálokat fejlesztett, miközben szabályozta a bórdúsítást és a foszfor tartalmat fém-organikus vázszerkezetek (MOF-ok) segítségével. Ezek az anyagok olcsóbbak és jobb teljesítményt nyújtanak, mint a hagyományos elektrokatalizátorok, így alkalmasak nagyléptékű hidrogéntermelésre.
Lee Seunghyun professzor kiemelte, hogy az eredmények „útitervet kínálnak a következő generációs, nagy hatékonyságú katalizátorok tervezéséhez és előállításához, amelyek drasztikusan csökkenthetik a hidrogén előállításának költségeit”. Hozzátette: „Ez fontos lépés a nagyléptékű zöld hidrogéntermelés megvalósítása felé, ami hosszú távon hozzájárulhat a globális szén-dioxid-kibocsátás csökkentéséhez és az éghajlatváltozás mérsékléséhez.”
A kutatók innovatív stratégiát alkalmaztak: kobalt alapú fém-organikus vázszerkezeteket (Co-MOF) növesztettek nikkelhabra (NF). Ezt követően nátrium-borohidrid (NaBH4) segítségével utólagos módosítást (PSM) végeztek, amelynek során bór integrálódott a szerkezetbe. Ezután különböző mennyiségű nátrium-hipofoszfit (NaH2PO2) felhasználásával foszforizációt hajtottak végre, amelynek eredményeként három különböző, bór-dúsított kobalt-foszfid nanoszerkezet (B-CoP@NC/NF) jött létre.
Kimagasló elektrokatalitikus teljesítmény
A vizsgálatok kimutatták, hogy mindhárom minta nagy felülettel és mezopórusos szerkezettel rendelkezik – ezek kulcsfontosságú tényezők az elektrokatalitikus aktivitás növelésében. Ennek köszönhetően mindhárom kiváló OER (oxigénfejlődési reakció) és HER (hidrogénfejlődési reakció) teljesítményt mutatott. Különösen a 0,5 gramm NaH2PO2 felhasználásával készült B-CoP0.5@NC/NF minta bizonyult a legjobbnak: az OER esetében 248 mV, a HER esetében pedig mindössze 95 mV túlfeszültséget mértek, ami jelentősen alacsonyabb, mint a korábban ismert elektrokatalizátoroknál.
A kutatók sűrűségfunkcionál-elméleti (DFT) számításokkal is igazolták, hogy a bórdúsítás és az optimális foszfortartalom kulcsfontosságú az intermedierekkel való hatékony kölcsönhatásban, ami kiemelkedő elektrokatalitikus teljesítményhez vezetett.
A kísérletek az elektrokémiai vízbontás módszerére épülnek, amely megújuló energiaforrásokkal kombinálva fenntartható hidrogéntermelést kínál, és jelentős mértékben hozzájárulhat az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentéséhez.
Kapcsolódó anyagok:
Energiaforradalom: csak 1 dollárba kerülne 1 kg zöld hidrogén előállítása?
A hidrogén versenyre kelhet a földgázzal 2030-ra, de van egy bökkenő
Az indiai zöld hidrogén ára kezd csökkenni, állítja a Hygenco
Szaúd-Arábia elkezdte, több milliárdos zöld hidrogénprojektet tervez
A nyitókép csak illusztráció, forrás: freepik
TOP 5
