Розроблено никельсодержащий комплекс, що відрізняється подвоєною і більшою продуктивністю в електрохімічній реакції утворення водню

Дослідники з Тихоокеанської Північно-західної національної лабораторії (PNNL) розробили никельсодержащий комплекс, що відрізняється подвоєною і більшою продуктивністю в електрохімічній реакції утворення водню – введення комплексу в систему значно збільшує швидкість утворення водню, збільшуючи ефективність процесу.

Крім синтезу комплексу та його апробації було виявлено, що збільшення вмісту води в електрокаталітичної системі призводить до істотного збільшення швидкості реакції. Результати досліджень дозволяють наблизитися до вирішення питання видобутку та акумулювання енергії з допомогою екологічно чистих технологій.

Керівник дослідження, Юрайя Кілгор (Uriah Kilgore) зазначає, що розроблені в його групі каталізатори на даний момент надають собою найбільш ефективні електрокаталізатори освіти водню. Він додає, що лише незначні зміни їх будови і введення в електрокаталітичну систему невеликих кількостей води дозволяє істотно збільшити частоту обертання каталітичного циклу.

Необхідність до реконфігурації енергетичної системи сучасного світу вимагає підвищення частки енергії, виробленої за рахунок поновлюваних джерел енергії.

Оскільки продуктивність альтернативних джерел енергії (сонячна енергія, енергія вітру) залежить від ряду факторів, необхідна розробка систем, що дозволяють її запасати. Одним із способів акумуляції енергії є можливість її зберігання у вигляді молекулярного водню, проте для створення таких систем повинні виконуватися вимоги, зовні суперечать один одному. Так, необхідні системи, здатні до швидкого виділення водню – це необхідно для мінімізації втрат енергії, вырабатывающейся, наприклад, турбінами вітряних електростанцій, при цьому реакція утворення водню повинна бути максимально ефективною для максимального ступеня конверсії електричної енергії в хімічну енергію.

Для запасания хімічної енергії у формі водню необхідно, щоб під дією енергії, отриманої за рахунок експлуатації альтернативного джерела енергії протікала електрокаталітичних хімічна реакція з виділенням газоподібного водню. Можливість проведення такої реакції на практиці обмежується вартістю каталізатора, який повинен забезпечувати високу частоту звернення каталітичного циклу і перенапруження.

Частоту звернення каталітичного циклу являє собою кількість молекул водню, що утворюється в результаті каталітичної реакції в одиницю часу. Перенапруження – різниця між теоретичним і практичним значенням енергії, необхідної для електрохімічного відновлення водню. Досить часто значна перенапруження знижує продуктивність каталізатора – для отримання великих кількостей водню потрібно непропорційно більшу кількість енергії. Каталітичні системи з низским перенапруженням, навпаки, можуть забезпечувати лише повільне утворення водню.

Хорошим каталізатором реакцій електрохімічного відновлення водню є платина – вона забезпечує високу частоту звернення каталітичного циклу, і характеризується низьким перенапруженням, однак практичне застосування платинових каталізаторів обмежується її високою вартістю. Ключем до створення ефективних систем запасания енергії, очевидно, є розробка недорогого каталізатора, параметри якого відповідали б (або перевершували б) параметри платини.

Дослідники їх PNNL досягли істотних успіхів у створенні каталізатора електрохімічної реакції отримання молекулярного водню. На першому етапі дослідження було виявлено, що незначні зміни будови каталізатора істотно впливають на швидкість утворення водню; на другому етапі було виявлено, що невелика кількість води в системі може призвести до десятикратного збільшення частоти звернення каталітичного циклу.

Джерело chemport.ru

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *