Nový pevný katalyzátor exceluje v rozkládání vody na vodík a kyslík

Vezměte nikl. Potáhněte ho grafenem. A pak ještě naneste fosfid železa s manganem. Tak vznikne účinný katalyzátor pro elektrolytický rozklad vody.

 

Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.
Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.

Účinný rozklad vody na jednotlivé prvky je svatým grálem energetiků dnešní doby. Američtí vědci Rice University a University of Houston přišli s novým katalyzátorem, který by měl tento klíčový proces usnadnit.

 

Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.
Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.

Je to elektrolytický film, který tvoří trojvrstevná struktura z niklu, grafenu a fosfidu železa s manganem (FeMnP). Pěnový nikl poskytuje filmu velký povrch, vodivý grafen chrání nikl před degradací a fosfid železa z manganem zodpovídá za samotný rozklad vody na vodík a kyslík.

 

 

Chemik Kenton Whitmire z Riceho univerzity a jeho tým tento elektrolytický film vyrobili. Počítačový inženýr Jiming Bao z Houstonu se svým týmem zase film důkladně otestoval. Výsledky jejich práce publikoval časopis Nano Energy.
Whitmire s Baem vyvinuli materiál, který překonává obvyklé bariéry u katalyzátorů. Dobré katalyzátory totiž buď rozkládají vodu a získávají vodík anebo získávají kyslík ale nikoliv oba dva prvky zároveň. Whitmire k tomu dodává, že vodík obvykle vzniká v kyselém prostředí, zatímco kyslík v zásaditém. Jejich materiál je stabilní a přitom to zvládne obojí zároveň.

 

Jiming Bao. Kredit: University of Houston.

Jiming Bao. Kredit: University of Houston.

Standardním materiálem pro rozklad vody na vodík je dnes platina. Což je velmi drahá záležitost. Whitmire, Bao a spol. naproti tomu použili poměrně dostupné a laciné materiály. Jejich nový katalyzátor také ke svému provozu potřebuje méně energie.

Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.

Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.

 

Badatelé postupovali při výrobě svého elektrokatalyzátoru tak, že nejprve pomocí procesu chemické depozice z plynné fáze (CVD, chemical vapor deposition) potáhli pěnový nikl grafenem a na něm pak stejným způsobem vytvořili vrstvu z fosfidu železa s manganem. Testy pak následně potvrdily, že takto vytvořený katalyzátor funguje jak pro rozklad vody na vodík, tak i na kyslík.

 

Nový katalyzátor je vhodný pro výrobu v průmyslovém měřítku. Měl by nalézt uplatnění při produkci vodíku nebo kyslíku v zařízeních poháněných solární nebo větrnou energií, která využívají elektrokatalýzu pro uskladnění energie. Použité postupy by také mohly posloužit k výrobě dalších pokročilých materiálů. Fosfidy kovů mohou katalyzovat i řadu jiných reakcí, než jenom rozklad vody na vodík a kyslík.

Zdroj: osel.cz

Mohlo by se vám líbit...

Komentujte

Buďte první kdo bude komentovat!

avatar
  Subscribe  
Upozornit na

Pin It on Pinterest

Share This

Sdílet

Líbil se vám tento článek? Sdílejte jej se svými přáteli!