Эффективность электролиза воды увеличена вдвое

Электролиз воды еще не зарекомендовал себя как метод производства водорода. При этом теряется слишком много энергии. Исследователи удвоили эффективность реакции.В журнале Nature Communications исследователи из Рурского Университета Бохума, Технического университета Мюнхена и Университета Лейдена сообщают, каким образом можно повысить эффективность электродов для электролиза воды.

Обычно платина применяется в качестве катализатора, чтобы ускорить превращение воды в водород и кислород. Чтобы реакция была максимально эффективной, промежуточные соединения не должны прилипать слишком сильно или слишком слабо к поверхности катализатора.

Традиционные электроды слишком сильно связывают промежуточные соединенияКоманда, возглавляемая профессором доктором Александром Бондаренко из Департамента физики преобразования и хранения энергии в Мюнхене и профессором доктором Вольфгангом Шуманом из Центра электрохимических наук в Бохуме, рассчитала, насколько прочно промежуточные соединения должны прилипать к электродам, чтобы максимально эффективно облегчить Реакция. Анализ показал, что традиционные электроды из платины, родия и палладия слишком сильно связывают промежуточные соединения.Исследователи изменили свойства поверхности платинового катализатора, нанеся слой атомов меди.

С этим дополнительным слоем система генерировала вдвое больше водорода, чем с чистым платиновым электродом. Но только если исследователи нанесли слой меди непосредственно под верхний слой атомов платины.

Группа заметила еще один полезный побочный эффект: слой меди продлил срок службы электродов, например, сделав их более устойчивыми к коррозии.Электролиз воды еще не внедрен в больших масштабах.Только четыре процента всего водорода, производимого в мире, является результатом электролиза воды.

Поскольку электроды, используемые в процессе, недостаточно эффективны, крупномасштабное применение нерентабельно. «На сегодняшний день водород в основном получают из ископаемого топлива, при этом выделяются большие объемы CO2», — говорит Вольфганг Шуманн. «Если бы нам удалось получить водород с помощью электролиза, это было бы огромным шагом на пути к экологически безопасному преобразованию энергии. Для этой цели мы могли бы использовать излишки электроэнергии, например, произведенной с помощью энергии ветра».

«Кроме того, исследование этой реакции позволяет нам проверить, насколько хорошо мы можем проектировать поверхности катализатора, точно размещая различные атомы металлов», — добавляет Александр Бондаренко. «Знания, которые могут пригодиться во многих других каталитических процессах».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *