Ūdens sadalīšana ar 1,5 voltu akumulatoru?

Jauns elektrods varētu padarīt ūdeņraža ražošanu energoefektīvāku un klimatam draudzīgāku

Pateicoties jauna veida elektrodiem, ūdens sadalīšanas procesa sākšanai pietiek ar vienu AAA akumulatoru. © Stenfordas universitāte
lasīt skaļi

Izklausās gandrīz pārāk labi, lai būtu patiesība: ASV pētnieki ir atklājuši vienkāršu, lētu metodi ūdeņraža iegūšanai no ūdens. Lai panāktu ūdens sadalīšanu, pietiek pat ar vienkāršu 1, 5 voltu akumulatoru. To padara iespējamu jauns nanostrukturēts niķeļa elektrods. Nākotnē process varētu piegādāt degvielu kurināmā elementiem, neizmantojot vērtīgus dārgmetālus un metāna gāzi tāpat kā līdz šim, saskaņā ar žurnāla Nature Communications pētniekiem.

Pateicoties jauna veida elektrodiem, lai sāktu ūdens sadalīšanu, pietiek ar vienu AAA akumulatoru © Stenfordas universitāte

Runājot par automašīnu piedziņu, kurināmā elementi faktiski būtu klimatam draudzīga alternatīva fosilā kurināmā jomā. Siltumnīcefekta gāzes neizdalās, jo tās rada enerģiju, apvienojot ūdeņradi un skābekli atpakaļ ūdenī. Bet tas līdz šim ir bijis nozveja: Ūdeņradis, kas ir faktiskais kurināmā elementa enerģijas avots, dabā nenotiek brīvi, tas vispirms jāražo ar enerģiju.

Līdz šim tas parasti tiek darīts no ogļūdeņražiem, piemēram, metāna gāzes, bet arī sadalot ūdeni - taču šī elektrolīze līdz šim patērē lielu daudzumu elektrības. Ja tas nerodas no atjaunojamiem enerģijas avotiem, visa šī lieta vairāk ietekmē klimatu, nekā tas dod labumu. Turklāt, sadalot ūdeni, nepieciešami elektrodi, kas izgatavoti no vērtīgiem dārgmetāliem, kas vēl vairāk palielināja izmaksas.

1, 5 voltu akumulators rada ūdeņradi

Bet tieši tas ir izdomājis Hongjie Dai un viņa kolēģi Stenfordas universitātē. Viņi eksperimentēja ar dažādiem nanostrukturētiem niķeļa savienojumiem, kad saskārās ar kombināciju, kas kalpoja arī kā elektrods ūdens sadalīšanai. "Kad mēs uzzinājām, ka katalizators uz niķeļa bāzes ir tikpat efektīvs kā platīns, tas bija absolūts pārsteigums, " saka Dai.

Kā izrādās, pētnieku izstrādātā niķeļa-niķeļa oksīda struktūra ir daudz aktīvāka nekā tīrs niķelis vai tīrs niķeļa oksīds. Jau ar 1, 5 voltu akumulatoru eksperimentā pietika, lai izmantotu šo elektrodu un dzelzs elektrodu ūdens sadalīšanas ierosināšanai un ūdeņraža iegūšanai. Un visa lieta darbojas pat istabas temperatūrā, kā skaidro zinātnieki. displejs

Noslēpums slēpjas nanostruktūrā

"Šī ir pirmā reize, kad kāds izmanto dārgmetālus kā katalizatorus ūdens sadalīšanai pie tik zema sprieguma, " saka Dai. "Tas parāda, ka materiālu nanostrukturēšana var dot lielu labumu kurināmā ražošanā un enerģijas patēriņā." Kāpēc un kā, kā darbojas viņu jaunais materiāls un kāpēc ūdens sadalīšanai tas prasa tik maz enerģijas, pat pētnieki precīzi nezina.

Tomēr zinātnieki ir pārliecināti, ka viņu metode varētu ietaupīt miljardiem dolāru ūdeņraža ražošanā un dažas siltumnīcefekta gāzu emisijas. Tagad viņi strādā, lai viņu elektrods kalpotu ilgāk. Jo tas būtībā ir stabils, bet laika gaitā sadalās. "Pašreizējais modelis var darboties vairākas dienas, bet, protams, nedēļas vai mēneši būtu labāki, " saka Dai. Tomēr šo mērķi varētu sasniegt, vēl vairāk optimizējot struktūru. (Nature Communications, 2014; doi: 10.1038 / ncomms5695)

(Stenfordas universitāte, 25.08.2014. - NPO)