Napredak na polju čiste energije: Paladijumske nanoploče utiru put pristupačnom vodoniku

Naučnici razvijaju jeftine nanoploče na bazi paladijuma kao katalizatore sa učinkom poput platine u proizvodnji vodonika.

Vodonična energija postaje ključni pokretač ekološki čiste, održive budućnosti, obezbeđujući alternativu fosilnim gorivima, bez emisije štetnih gasova.

Preporučujemo

Iako mnogo obećava, proizvodnja vodonika u velikim razmerama se značajno oslanja na skupe katalizatore bazirane na platini i stoga cena ostaje veliki problem za industriju.

Da bi to prevazišli, istraživači sa Tokijskog univerziteta nauke razvili su novi katalizator za dobijanje vodonika – paladijumske nanoploče – efikasan kao platina po mnogo manjoj ceni.

Ostvaren je bitan napredak u tehnologiji hemijske reakcije za dobijanje vodonika (HER), ključnog procesa u čistoj proizvodnji vodonične energije. HER se dešava u procesu elektrolitičkog razlaganja vode radi proizvodnje vodonika. Katalitičke elektrode, tradicionalno napravljene od platine, omogućavaju konverziju nascentnog vodonika u gas (H2).

Iako je platina kao HER katalizator veoma efikasna, njena retkost i visoka cena značajno povećavaju proizvodne troškove, ograničavajući primenu u velikim razmerama.

Putem jednostavnog procesa sinteze i sa ograničenim količinama plemenitih metala, istraživači su ponudili visokoefikasnu alternativu za katalizatore na bazi platine. Napravili su paladijumske nanoploče koje mogu da maksimiziraju katalitičku aktivnost uz minimiziranje upotrebe metala, krajnje smanjujući troškove povezane sa proizvodnjom H2.

„Razvoj efikasnih HER elektrokatalizatora je ključan za održivu proizvodnju H2. Nanoploče sa visokom provodnošću, velikom površinom i efikasnim elektronskim transferom su obećavajući kandidati. Osim toga, redak raspored metala smanjuje upotrebu materijala“, kažu istraživači.

PdDI nanoploče (C-PdDI i E-PdDI) su razvijene putem dva metoda: gas-tečnost sinteze i elektrohemijske oksidacije. Rezultati su pokazali da je E-PdDI među najefikasnijim HER katalizatorima dosad razvijenim, što ga čini obećavajućom jeftinom alternativom platini.

Jedan od bitnih aspekata bilo koleg katalizatora je dugoročna stabilnost. Ove PdDI nanoploče pokazale su izuzetnu izdržljivost, ostajući čitave nakon 12 sati u kiseloj sredini, potvrđujući svoju održivost za sisteme proizvodnje vodonika u stvarnom svetu.

Kao ekonomičnije i održivije, predstavljaju korak napred ka budućnosti sa pristupačnom i čistom energijom. Povećana efikasnost i manji troškovi čine ih veoma privlačnim za industrijsku proizvodnju vodonika, vodonične gorivne ćelije i sisteme skladištenja energije velikih razmera.

Osim toga, zamena katalizatora na bazi platine sa PdDI može smanjiti emisije gasova povezane sa rudarenjem, ubrzavajući tranziciju ka održivoj vodoničnoj privredi. Takođe, gustina atoma paladijuma je deset puta manja nego gustina atoma platine, što smanjuje zavisnost od plemenitog metala platine, omogućavajući ekonomičnu proizvodnju elektroda. Zamena platine paladijumom trebalo bi da dovede do velikih rezultata u industrijama automobila, proizvodnje vodonika i elektroda.

Istraživači planiraju dalju optimizaciju PdDI nanoploča u cilju komercijalizacije, doprinoseći razvoju ekološki prihvatljivog vodoničnog sveta.

(Telegraf Nauka/Tokyo University of Science)