Το υδρογόνο μπορεί να δημιουργηθεί καθαρά με σημαντικά μεγαλύτερη απόδοση και σε χαμηλότερο κόστος από ό,τι είναι σήμερα εφικτό με τους εμπορικά διαθέσιμους καταλύτες. Το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ έχει καθορίσει κριτήρια αναφοράς για τεχνολογίες που θα μπορούν να παράγουν καθαρό υδρογόνο με 2 δολάρια ανά κιλό έως το 2025 και 1 δολάριο ανά κιλό έως το 2030.
Η μελέτη του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Όρεγκον για το σχεδιασμό καταλυτών αποκάλυψε ότι το υδρογόνο μπορεί να δημιουργηθεί καθαρά με σημαντικά μεγαλύτερη απόδοση και σε χαμηλότερο κόστος από ό,τι είναι σήμερα εφικτό με τους εμπορικά διαθέσιμους καταλύτες.
Τα ευρήματα είναι σημαντικά επειδή η παραγωγή υδρογόνου είναι σημαντική για “πολλές πτυχές της ζωής μας, όπως οι κυψέλες καυσίμου για τα αυτοκίνητα και η παρασκευή πολλών χρήσιμων χημικών ουσιών, όπως η αμμωνία”, σύμφωνα με τον Zhenxing Feng, καθηγητή χημικής μηχανικής στο Κολέγιο Μηχανικής του Πολιτειακού Πανεπιστημίου του Οχάιο, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας. ” Χρησιμοποιείται επίσης στον εξευγενισμό των μετάλλων, στην παραγωγή τεχνητών προϊόντων όπως τα πλαστικά και σε πολλές άλλες εφαρμογές”. Σύμφωνα με τον Φενγκ, η παραγωγή υδρογόνου με διάσπαση του νερού μέσω μιας ηλεκτροχημικής καταλυτικής διαδικασίας είναι καθαρότερη και πιο βιώσιμη από την παραδοσιακή μέθοδο λήψης υδρογόνου από το φυσικό αέριο μέσω μιας διαδικασίας παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα, γνωστής ως αναμόρφωση μεθανίου με ατμό.
Ωστόσο, το υψηλότερο κόστος της πιο πράσινης τεχνολογίας έχει αποδειχθεί εμπόδιο για την αγορά.
Μια ενεργή φάση ενός καταλύτη με βάση το άμορφο υδροξείδιο του ιριδίου επέδειξε απόδοση 150 φορές μεγαλύτερη από την αρχική δομή περοβσκίτη και περίπου τρεις τάξεις μεγέθους μεγαλύτερη από τον συμβατικό εμπορικό καταλύτη, το οξείδιο του ιριδίου.
Αυτό θα μας επιτρέψει να δημιουργήσουμε υδρογόνο με κόστος 2 δολάρια ανά χιλιόγραμμο και τελικά με κόστος 1 δολάριο ανά χιλιόγραμμο.
Αυτό είναι λιγότερο ακριβό από τις τρέχουσες ρυπογόνες διαδικασίες και θα συμβάλει στον στόχο των Ηνωμένων Πολιτειών για μηδενικές εκπομπές ρύπων έως το 2030″.
Ο Φενγκ επισημαίνει ότι το Γραφείο Τεχνολογιών Υδρογόνου και Κυψελών Καυσίμου του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ έχει καθορίσει κριτήρια αναφοράς για τεχνολογίες που μπορούν να παράγουν καθαρό υδρογόνο με κόστος 2 δολάρια ανά χιλιόγραμμο έως το 2025 και 1 δολάριο ανά χιλιόγραμμο έως το 2030, στο πλαίσιο του στόχου Hydrogen Energy Earthshot για μείωση του κόστους του καθαρού υδρογόνου κατά 80%, από 5 δολάρια σε 1 δολάριο ανά χιλιόγραμμο, σε μια δεκαετία.
Η ομάδα του Φενγκ εργάζεται στην τεχνολογία ηλεκτρόλυσης νερού για την παραγωγή καθαρού υδρογόνου, η οποία διασπά το νερό χρησιμοποιώντας ενέργεια που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές.
Ωστόσο, η αποδοτικότητα της διάσπασης του νερού είναι χαμηλή, υποστηρίζει, λόγω του σημαντικού υπερδυναμικού – το χάσμα μεταξύ του πραγματικού και του θεωρητικού δυναμικού μιας ηλεκτροχημικής αντίδρασης – μιας κρίσιμης ημιαντίδρασης στη διαδικασία, της αντίδρασης εξέλιξης του οξυγόνου ή OER.
“Οι καταλύτες είναι ζωτικής σημασίας για την ενθάρρυνση της διαδικασίας διάσπασης του νερού, μειώνοντας το υπερδυναμικό και, ως εκ τούτου, μειώνοντας το συνολικό κόστος παραγωγής υδρογόνου”, εξήγησε ο Feng
Πηγή: https://oregonstate.edu/