Výkonný katalyzátor pro elektrolýzu vody, který by mohl pomoci využít obnovitelnou energii

08.02.2019 11:53

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  . 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  rozděleny. "Naše výsledky ukazují výhody metody CSG pro optimalizaci struktury pórů výsledného materiálu," vysvětluje prof. Im.

Usnadnění elektrolýzy  za použití nových katalyzátorů je krokem k dosažení zelenější budoucnosti. Navíc metoda CSG může být užitečná iv mnoha dalších oblastech. "Snadné ukládání nanohybridních  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