_ Trash to treasure —Cercetătorii transformă deșeurile metalice în catalizator pentru hidrogen

Oamenii de știință au găsit o modalitate de a transforma deșeurile metalice într-un catalizator extrem de eficient pentru a face hidrogen din apă, o descoperire care ar putea face producția de hidrogen mai sustenabilă.

O echipă de cercetători de la Școala de Chimie și Facultatea de Inginerie a Universității din Nottingham a descoperit că suprafața trunchiului, un produs secundar al industriei de prelucrare a metalelor, este texturată cu trepte și caneluri mici la nivel nanometric. Aceste texturi pot ancora atomi de platină sau cobalt, ceea ce duce la un electrocatalizator eficient care poate diviza apa în hidrogen și oxigen. Cercetarea a fost publicată în Journal of Material Chemistry A.

Hidrogenul este un combustibil curat care poate fi folosit pentru a genera căldură sau vehicule electrice, iar singurul produs secundar al arderii sale este vaporii de apă. Cu toate acestea, majoritatea metodelor de producere a hidrogenului se bazează pe materie primă de combustibili fosili. Electroliza apei este una dintre cele mai promițătoare căi verzi pentru producția de hidrogen, deoarece necesită doar apă și electricitate.

Industria se confruntă cu o provocare cu electroliza apei, deoarece acest proces necesită elemente rare și costisitoare precum platina. pentru a cataliza scindarea apei. Având în vedere oferta globală limitată și prețurile în creștere ale metalelor prețioase, există o nevoie urgentă de materiale electrocatalizatoare alternative pentru a produce hidrogen din apă.

Dr. Jesum Alves Fernandes, Școala de Chimie, Universitatea din Nottingham, care a condus echipa de cercetare, a declarat: „Numai industriile din Marea Britanie generează anual milioane de tone de deșeuri metalice. Utilizând un microscop electronic cu scanare, am putut inspecta aparent netedă. suprafețele din oțel inoxidabil, titan sau aliaj de nichel.

„Spre uimirea noastră, am descoperit că suprafețele aveau caneluri și creste care aveau lățimea de doar zeci de nanometri. Ne-am dat seama că această suprafață nanotexturată ar putea prezenta o oportunitate unică pentru fabricarea de electrocatalizatori.”

Cercetătorii au folosit pulverizarea cu magnetron pentru a crea o „ploaie” de atom de platină pe suprafața trunchiului. Acești atomi de platină se reunesc apoi în nanoparticule care se potrivesc perfect în canelurile la scară nanometrică.

Dr. Madasamy Thangamuthu, cercetător postdoctoral la Universitatea din Nottingham, care a fost responsabil pentru analiza structurii și activității electrocatalitice a noilor materiale, spune: este remarcabil faptul că suntem capabili să producem hidrogen din apă folosind doar o zecime din cantitatea de încărcare cu platină în comparație cu catalizatorii comerciali de ultimă generație.

„Prin răspândirea a doar 28 de micrograme de metal prețios. peste 1 cm² de copac, am reușit să creăm un electrolizor la scară de laborator care funcționează cu o eficiență de 100% și care produce 0,5 litri de hidrogen gazos pe minut doar dintr-o singură bucată de copac."

Grupul. este un parteneriat cu AqSorption Ltd, o companie din Nottingham specializată în proiectarea și fabricarea electrolizatoarelor pentru a-și extinde tehnologia. Profesorul Andrei Khlobystov, Facultatea de Chimie, Universitatea din Nottingham, a declarat: „Electrocatalizatorii fabricați din trunchiuri au potențialul de a avea un impact semnificativ asupra economiei. Tehnologia noastră unică dezvoltată la Nottingham, care implică creșterea atom cu atom a particulelor de platină pe suprafețe nanotexturate. , a rezolvat două provocări majore.

„În primul rând, permite producerea de hidrogen verde folosind cea mai mică cantitate posibilă de metal prețios și, în al doilea rând, reciclează deșeurile metalice din industria aerospațială, toate într-un singur proces. .”

Clusterul Zero Carbon a fost stabilit în East Midlands pentru a accelera dezvoltarea și implementarea inovației în industriile ecologice și producția avansată.

Profesorul Tom Rodden, PVC pentru cercetare și schimb de cunoștințe de la Universitatea din Nottingham a spus: „Dezvoltarea sistemelor de propulsie cu hidrogen poate fi un pas semnificativ către abordarea unora dintre cele mai presante provocări de zero carbon din lume, în special pentru Cu toate acestea, succesul acestei strategii depinde de producerea durabilă a hidrogenului verde, cum ar fi prin divizarea apei prin electroliză, iar acest lucru, la rândul său, necesită progrese în proiectarea materialelor.”

(Fluierul)