16:39 2024-03-22 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Echipa de cercetare introduce catalizatori tridimensionali de nichel superaerofobi pentru electroliza accelerată a apei

_ Echipa de cercetare introduce nichelul tridimensional superaerofob catalizatori pentru electroliza accelerată a apei

Procesul de electroliză a apei este un sistem care produce hidrogen prin electrolizarea apei. Este o tehnologie ecologică care poate produce combustibil hidrogen, o viitoare sursă de energie, fără a emite poluanți de mediu, dar limitările sale includ eficiența scăzută a producției de hidrogen și costurile mari de producție. O echipă de cercetători de la Universitatea de Știință și Tehnologie Pohang (POSTECH) a publicat cercetări în Materiale avansate care au rezolvat ambele probleme simultan.

O echipă de cercetare colaborativă formată din profesorul Jong Kyu Kim, Jaerim Kim, doctor. Candidatul D., profesorul Yong-Tae Kim și doctorul Sang-Mun Jung de la Departamentul de Știința și Ingineria Materialelor de la POSTECH au reușit să dezvolte un catalizator de electroliză a apei economic și eficient care depășește limitările catalizatorilor convenționali prin utilizarea unui unghi oblic. metoda de depunere și nichel (Ni).

Procesele de electroliză cu apă folosesc metale prețioase costisitoare precum platina ca catalizatori pentru producerea de hidrogen, făcând procesul excesiv de costisitor. În plus, utilizarea catalizatorilor convenționali cu peliculă subțire duce adesea la o separare inadecvată a bulelor de hidrogen, ceea ce duce la blocaje în locurile active ale catalizatorului sau împiedicând mișcarea reactanților, diminuând în cele din urmă eficiența procesului.

Ca răspuns la aceste provocări, echipa de cercetare a optat pentru depunerea în unghi oblic și nichel. Această tehnică implică înclinarea substratului în timpul depunerii pentru a crea cu ușurință diverse nanostructuri ale materialului, oferind o soluție simplă și ieftină. Mai mult, nichelul iese în evidență ca un catalizator abundent de metale neprețioase pe Pământ, demonstrând o eficiență relativ ridicată în generarea de hidrogen.

Echipa a folosit o metodă de depunere cu unghi oblic pentru a sintetiza nichel cu proeminențe de nanoroduri fin lucrate, aliniate vertical. . Spre deosebire de nanostructurile convenționale care măresc doar suprafața catalizatorului, cercetătorii au conceput o matrice de nanorods de nichel extrem de poroase, prezentând proprietăți unice de suprafață supraerofobă pentru a rezolva problemele de aderență a hidrogenului.

Rezultatele experimentale au arătat că bulele de hidrogen generate în timpul procesul de electroliză a prezentat separarea accelerată a bulelor de hidrogen de suprafața superaerofobă. Catalizatorul tridimensional supraerofob de nichel, nanorods al echipei, cu canale pori eficiente, a demonstrat o îmbunătățire remarcabilă de 55 de ori a eficienței producției de hidrogen în comparație cu o cantitate echivalentă de nichel într-o structură tradițională de film subțire.

Profesor Jong Kyu Kim și Ph. D. Jaerim Kim, conducând cercetarea, au explicat: „Prin îmbunătățirea eficienței procesului de electroliză a apei pentru producția de hidrogen verde, avansăm către o economie a hidrogenului și o societate neutră din punct de vedere al carbonului. Această descoperire nu aduce beneficii numai apei. electroliza, dar este promițătoare și pentru diverse alte aplicații de energie regenerabilă în care reacțiile de suprafață joacă un rol crucial, cum ar fi reducerea dioxidului de carbon și sistemele de conversie a energiei luminoase.”

(Fluierul)

Inapoi