Будущее чистой энергии: новый дешевый и эффективный электрод для разделения воды

«Насколько нам известно, наш электрод является наиболее эффективным производящим кислород электродом в щелочных электролитах», — говорит доцент Чуан Чжао из Химической школы UNSW.«Он недорогой, прочный и простой в изготовлении, и потенциально может быть расширен для промышленного применения разделения воды».Исследование, проведенное доцентом Чжао и доктором Сюню Лу, опубликовано в журнале Nature Communications.

Неэффективные и дорогостоящие электроды, производящие кислород, являются одним из основных препятствий на пути широкого промышленного производства водорода электролизом, когда вода расщепляется на водород и кислород с помощью электрического тока.В отличие от других водных электролизеров, в которых в качестве катализаторов используются драгоценные металлы, новый электрод UNSW полностью изготовлен из двух неблагородных металлов, которые присутствуют в большом количестве — никеля и железа.

На коммерчески доступную никелевую пену с отверстиями диаметром около 200 микрометров, что в два раза больше диаметра человеческого волоса, наносится гальваническое покрытие с использованием высокоактивного никель-железного катализатора, что снижает количество дорогостоящей электроэнергии, необходимой для расщепления воды. .Этот ультратонкий слой никель-железного композита также имеет крошечные поры, около 50 нанометров в поперечнике.«Трехмерная архитектура электрода означает, что он имеет огромную площадь поверхности, на которой может происходить реакция выделения кислорода», — говорит доцент Чжао.«Более крупные пузырьки кислорода могут легко выходить через большие отверстия в пене.

Кроме того, более мелкие отверстия делают поверхность электрода« более влажной », поэтому пузырьки не прилипают к ней, что является распространенной проблемой, которая снижает эффективность электродов. . "Производство водорода — быстрорастущая отрасль, но большая часть водорода по-прежнему производится с использованием ископаемых видов топлива, таких как природный газ, нефть и уголь, потому что этот подход все еще дешевле, чем электролиз воды.Водород — отличное топливо для питания мобильных устройств или транспортных средств, а также для хранения электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии, таких как солнечная.«Я думаю, что у этого электрода есть большой потенциал для промышленного производства водорода. Наша следующая цель — понять науку, стоящую за ним, и улучшить его характеристики.

Более чистые источники топлива, такие как водород, будут особенно важны для сокращения выбросов диоксида углерода и решение проблем загрязнения воздуха в результате сжигания ископаемого топлива, такого как уголь », — говорит доцент Чжао.


Портал обо всем