Μια ομάδα από τοΤεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνου (TU Βερολίνο),HZB,ΙΜΤΕΚ (Πανεπιστήμιο του Φράιμπουργκ), καιSiemens Ενέργειαέχει αναπτύξει ένα ιδιαίτερα αποδοτικόΜεμβράνη ανταλλαγής ανιόντων (ΑΕΜ)ηλεκτρολύτης, των οποίων οι επιδόσεις είναι συγκρίσιμες με τις υπάρχουσεςΜεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM)ηλεκτρολύτες. Αυτό που κάνει αυτό το επίτευγμα αξιοσημείωτο είναι η χρήση φθηνούενώσεις νικελίουως καταλύτης ανόδου, αντικαθιστώντας τον ακριβό και σπάνιοιρίδιοπαραδοσιακά χρησιμοποιείται σε ηλεκτρολύτες PEM.
ΣτοΜΠΕΣΥ II, η ομάδα μπόρεσε να διεξάγειμετρήσεις τελεστώνγια να αποσαφηνιστούν διεξοδικά οι καταλυτικές διεργασίες. Μια θεωρητική ομάδα από τοΨΕΙΡΑκαιΣιγκαπούρηπαρείχε συνεπείς μοριακές περιγραφές. ΣεΦράιμπουργκ, ένα πρωτότυπο στοιχείο δοκιμάστηκε χρησιμοποιώντας μια νέα διαδικασία επίστρωσης.
Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο έγκριτο περιοδικόΦύση Κατάλυση.
Το υδρογόνο θα διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στα μελλοντικά ενεργειακά συστήματα, χρησιμεύοντας ως μέσο αποθήκευσης ενέργειας, καύσιμο και πολύτιμη πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία. Όταν δημιουργείται απόηλιακόςήαιολική ενέργεια, το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί μέσωηλεκτρόλυση νερούμε ελάχιστες κλιματικές επιπτώσεις. Επί του παρόντος, η κλιμάκωση τουπράσινη οικονομία υδρογόνουκυριαρχείται από δύο συστήματα:Ηλεκτρόλυση με μεμβράνη ανταλλαγής πρωτονίων (PEM).και κλασικόυγρή αλκαλική ηλεκτρόλυση (ΑΛΚ). ΟΗλεκτρολυτής ΑΕΜσυνδυάζει τα πλεονεκτήματα και των δύο συστημάτων, όπως το να μην απαιτούνται σπάνια πολύτιμα μέταλλα όπωςιρίδιο.
Η κοινή ερευνητική ομάδα παρουσίασε τώρα την πρώτη τηςΗλεκτρολυτής ΑΕΜ, με απόδοση παραγωγής υδρογόνου σχεδόν τόσο υψηλή όσο αυτή τουΗλεκτρολυτές PEM. Αντί να χρησιμοποιείτειρίδιο, έχουν απασχολήσεινικέλιοκαισίδερο,κοβάλτιο, ήυδροξείδια μαγγανίουκαι ανέπτυξε μια μέθοδο για την απευθείας επικάλυψη τους πάνω στομεμβράνη ανταλλαγής ανιόντων.
Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ηλεκτρόλυσης, η ομάδα ήταν σε θέση να διεξάγειμετρήσεις τελεστώνστοΠηγή ακτινοβολίας σύγχροτρον BESSY IIστοLiXEdromσεΒερολίνο. Θεωρητικές ομάδες απόΣιγκαπούρηκαι τοΨΕΙΡΑβοήθησε να εξηγηθούν τα πειραματικά δεδομένα.
ΚαθηγητήςΠέτρος Στράσεραπό τοΤεχνικό Πανεπιστήμιο του Βερολίνουεξήγησε,
«Αυτό μας επέτρεψε να διευκρινίσουμε τις σχετικές καταλυτικές διεργασίες στην επικαλυμμένη με καταλύτη μεμβράνη, ιδιαίτερα τη μετάβαση φάσης από την καταλυτικά ανενεργήα-φάσηστους ιδιαίτερα δραστήριουςα-φάσηκαι ο ρόλος των διαφόρωνΟ-συνδέτεςκαιΟ Ni4 επικεντρώνειστην κατάλυση».
«Είναι αυτόφάση γάμμαπου καθιστά τον καταλύτη μας ανταγωνιστικό με το τρέχον κατάσταση-του-ο-τέχνηκαταλύτες με βάση το ιρίδιο. Η εργασία μας δείχνει σημαντικές καταλυτικές ομοιότητες μειρίδιοαλλά επίσης αποκαλύπτει μερικές εκπληκτικές μοριακές διαφορές».
«Ως εκ τούτου, αυτή η έρευνα ενισχύει σημαντικά την κατανόησή μας για τους θεμελιώδεις καταλυτικούς μηχανισμούς του νέουυλικά ηλεκτροδίων με βάση το νικέλιο. Επιπλέον, το πρόσφατα αναπτυγμένομέθοδος επίστρωσης ηλεκτροδίων μεμβράνηςπαρουσιάζει εξαιρετική επεκτασιμότητα. Η πρώτη πλήρως λειτουργική εργαστηριακή μονάδα έχει ήδη δοκιμαστεί στοΣΑΣ ΕΥΧΑΡΙΣΤΩ. Αυτή η εργασία θέτει τα θεμέλια για περαιτέρω βιομηχανική αξιολόγηση και το αποδεικνύειΗλεκτρολυτές νερού ΑΕΜμπορεί επίσης να είναι εξαιρετικά αποτελεσματική».
