Dél-koreai tudósok kifejlesztettek egy intelligens elektród interfészt, amely költséges nemesfémek nélkül is lehetővé teszi a hatékony hidrogéntermelést. A Koreai Energia Kutató Intézet tudósai a hidrogén előállításának egy bevett módszerét, a protoncserélő membrán víz elektrolízist finomították. Eredményeik jelentősen csökkenthetik a gyártási költségeket és felgyorsíthatják a hidrogénenergia világszintű elterjedését.

A protoncserélő membrán víz elektrolizer (PEMWE) víz és áram felhasználásával állít elő nagy tisztaságú hidrogént. Ugyanakkor költséges, mivel ritka, drága fémektől, például platinától és irídiumtól függ. A koreai tudósok megoldották, hogy platina bevonat nélkül is kiváló teljesítményt biztosítson a rendszer.

Az elektrolizer platina nélkül gyenge elektronátvitelt produkál, mert az oxidrétegen kialakul egy gát, ami csökkenti az elektronok áramlását. A kutatók rájöttek, hogy mindez az elektród interfész szerkezeti problémáiból ered. Miután módosítottak a részecskeméreten, platina nélkül is képes volt az interfész a teljes potenciálját kihasználni. Különböző átmérőjű, irídium-oxidos katalizátorokat használtak, és azokat eredeti elektrolizer egycellás elemekkel és számítógépes szimulációkkal értékelték.

A 20 nanométernél nagyobb részecskék kevesebb oxidgátat hoztak létre. Ez lehetővé tette az elektronok szabadabb áramlását a katalizátor és az elektrolizer között, így platina nélkül is helyreállt a teljesítmény. Így a kutatók világszerte elsőként bizonyították, hogy a részecskeméret önmagában is jelentősen javíthatja a PEMWE-rendszerek vezetőképességét.

A kutatók reményei szerint a továbbfejlesztett hidrogén-előállítás közelebb vihet a hidrogénalapú gazdaság megvalósításához, amennyiben sikerül ipari méretekben bevezetni, legyártani az új eszközt. A hidrogénből karbonmentesen nyert villamos energia a nehézipartól a távolsági közlekedésig számos területen kínál olcsó és tiszta energiaforrást.

Forrás: Interesting Engineering

Borítókép: KAIST