Výkonný katalyzátor pro elektrolýzu vody, který by mohl pomoci využít obnovitelnou energii
Hledání a zlepšování obnovitelných zdrojů energie je stále důležitější. Jedna strategie pro generování energie rozkládá molekuly vody (H 2 O) v elektrochemické reakci známé jako elektrolýza. Tento proces nám umožňuje přeměnit energii ze slunce nebo jiných obnovitelných zdrojů na chemickou energii. Elektrochemicky dělící molekuly vody však vyžadují nadměrné napětí - nadměrné napětí, které musí být aplikováno vedle teoretického napětí (1,23V vs. reverzibilní vodíková elektroda nebo RHE), aby se mohly objevit nezbytné reakce.
Elektrokatalyzátory jsou materiály, které díky svým elektrickým a morfologickým rysům usnadňují elektrochemické procesy. Vědci hledali elektrokatalyzátory, které mohou pomoci při elektrolýze vody a některé z nejlepších katalyzátorů jsou oxidy vzácných kovů, které jsou vzácné a nákladné. Na bázi hydroxidu nikelnatého (Ni (OH) 2 ) jsou naštěstí lepší alternativy.
Tým vědců, včetně Profes. Hyunsik Im a Hyungsang Kim z Dongguk University, interkalované polyoxovanadátové (POV) nanoklustery do Ni (OH) 2 uspořádané v uspořádaných vrstvách a zjistili, že toto zlepšuje jeho vodivé a morfologické vlastnosti, což zase zvyšuje jeho katalytickou aktivitu . Použili slibnou metodu nazvanou chemický roztokový růst (CSG), při kterém se připravuje vysoce nasýtený roztok a přirozeně se vytváří požadovaná struktura materiálu, jak se rozpouštědla rozpouštějí předvídatelným a řízeným způsobem, čímž vzniká struktura vrstvy po vrstvě s nanoklávami POV interkalován mezi Ni (OH) 2 vrstvy.
Tým ukázal, že výsledná struktura typu "house-of-cards" výrazně snížila nadpotenciál potřebný pro elektrolýzu vody. Přisuzovali tomu morfologickým rysům tohoto materiálu; nanočastice POV zvyšují rozestup mezi vrstvami Ni (OH) 2 a indukují tvorbu mikropórů, což zvyšuje plochu povrchu konečného materiálu a počet katalytických míst, kde mohou být molekuly vody rozděleny. "Naše výsledky ukazují výhody metody CSG pro optimalizaci struktury pórů výsledného materiálu," vysvětluje prof. Im.
Usnadnění elektrolýzy vody za použití nových katalyzátorů je krokem k dosažení zelenější budoucnosti. Navíc metoda CSG může být užitečná iv mnoha dalších oblastech. "Snadné ukládání nanohybridních materiálů CSG může být užitečné pro aplikace, jako je výroba lithium-iontových baterií a biosenzorů," uvádí prof. Kim. Pouze čas ukáže, co nové CSG najde.
Prozkoumejte dále: Vady nanočástic pomáhají řídit výrobu vodíku, což je čisté palivo
Další informace: Jayavant L. Gunjakar a kol., Dvourozměrné vrstevnaté hydroxidové nanoporézní nanohybry, které jsou naplněny nanovláknami z polyoxovanadátů nulového rozměru pro katalýzu zvýšené oxidace oxidů dusíku, malé (2018). DOI: 10.1002 / smll.201703481
https://phys.org/news/2019-01-powerful-catalyst-electrolysis-harness-renewable.html
Read more at: https://phys.org/news/2019-01-powerful-catalyst-electrolysis-harness-renewable.html#jCp