El catalizador para aumentar la eficacia de obtener el hidrógeno como combustible Bashny.Net

Сколковский instituto de ciencia y tecnología de la Universidad de texas en austin y el instituto tecnológico de massachusetts informan sobre la apertura de un nuevo catalizador, aumentando considerablemente la eficiencia de la descomposición electrolítica del agua en soluciones alcalinas. La selección de oxígeno y el hidrógeno del agua mediante electrólisis es un proceso de rápido desarrollo de la tecnología de la producción renovable иэкологически de energía limpia, basadas en el uso de hidrógeno. Los resultados del trabajo publicado en la prestigiosa revista Nature Communications

La amplia aplicación de la electrólisis del agua en energía moderna requiere la solución de algunos problemas técnicos, tales como el consumo de energía alta, el alto costo de las cubas y la duración limitada de su trabajo. En particular, la posibilidad de gran escala limitada por el alto costo de los catalizadores basados en metales nobles como el platino y el iridio.


"La reacción de asignación de oxígeno a partir del agua sigue siendo un problema importante, no sólo cubas, pero y las pilas de combustible y el metal aérea de la batería. Si hemos desarrollado un catalizador en la descomposición del agua en hidrógeno y oxígeno a partir de las más baratas y materiales disponibles, tendríamos comercialmente rentable método de producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables de energía. Por ejemplo, esto nos permitiera diseñar el automóvil en el agua, con la carrera, comparable con la carrera de coches que utilizan gas como combustible", dice el primer autor del trabajo Es Меффорд. "Para desarrollar catalizadores, tenemos que en el nivel nuclear entender los procesos y factores que influyen en su labor y sus características". El equipo de investigadores liderado por el profesor K. stevenson ha sintetizado una serie de перовскитоподобных de óxidos de cobalto y de lantano, cuyas propiedades bajo control, puede cambiar mediante la sustitución de parte de lantano en estroncio. Utilizando las más modernas técnicas de microscopía electrónica de transmisión, los investigadores realizaron un estudio detallado de la estructura de los materiales en la superficie y en el volumen de los cristales (el profesor a. Абакумов, Сколтех). Los datos obtenidos fueron utilizados para la modelización matemática de la reacción de electrólisis de agua en soluciones alcalinas (profesor a. el Gorro, mit). Como resultado, el equipo hizo dos de los más importantes criterios que definen las propiedades funcionales de la катилизатора: grado de ковалентности de comunicación cobalto-oxígeno (energética de la proximidad de los electrones de valencia de cobalto y de oxígeno y la concentración de vacantes de oxígeno (posiciones en la estructura cristalina del material, que deberían estar ocupados por átomos de oxígeno, pero siguen vacantes en activo catalizador). Basándose en estos criterios, el equipo de stevenson propuso mezclado con oxígeno déficit de óxido de cobalto y el estroncio, el SrCoO2.7, como base para el catalizador, 20 veces más activo en la electrólisis del agua, que el mejor catalizador industrial IrO2 con mucho menos costo.


Un factor central en aumento de la actividad catalítica se prevé la participación de los átomos de oxígeno de la superficie del cristal en procesos catalíticos. A pesar de progresos en el aumento de la actividad de los catalizadores de la electrólisis del agua requerirá un trabajo adicional, los resultados que ya ha dado lugar a una comprensión más profunda de los mecanismos de funcionamiento de este tipo de catalizadores y han permitido la formulación de una estrategia de diseño.

"Ahora está en nuestras manos está el prototipo mejorado de un catalizador alcalino de la electrólisis del agua, el cual nos dará el impulso para superar las dificultades en el camino hacia el éxito de la implantación de las cubas, pilas de combustible y baterías", considera el profesor stevenson. publicado

 

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Fuente: www.energy-fresh.ru/news/?id=12930