211service.com
Een goedkopere manier om waterstof uit water te maken
Een van de belangrijkste barrières die een grootschalig gebruik van brandstofcellen in de weg staan, zijn de dure katalysatoren die worden gebruikt om waterstofbrandstof uit water te produceren. Onderzoekers van de Universiteit van Calgary zeggen een nieuwe methode te hebben ontwikkeld om katalysatoren te maken met goedkope metalen.
Twee elektroden gecoat met Fe40Ni60O-films produceren waterstof en zuurstof uit water met minder elektriciteit dan zonder katalysator. Krediet: Universiteit van Calgary.
Twee professoren scheikunde - Curtis Berlinguette en Simon Trudel - publiceerden vandaag een papier in Wetenschap laten zien hoe hun elektrokatalysatoren presteren, evenals duurdere materialen. Ze hebben hun productiemethode gepatenteerd en hebben een bedrijf opgericht met de naam: Brandwater Brandstof die van plan is om al volgend jaar een product beschikbaar te hebben. Het doel is om een elektrolyseapparaat te maken - een apparaat dat water splitst om waterstof en zuurstofbrandstoffen te maken - dat betaalbaar genoeg is voor bedrijven en consumenten.
Hun uitvinding is het maken van katalysatoren uit een combinatie van metaalverbindingen die ijzer, kobalt en nikkel gebruiken. Het proces, dat metaalverbindingen of oxiden met licht behandelt, vereist geen hoge temperaturen.
De ontdekking in ons artikel is de mogelijkheid om katalysatorfilms te maken met een uniforme verdeling van meerdere metalen, zegt Berlinguette. We gebruiken een techniek die licht gebruikt om milieuvriendelijke voorlopers in de lucht af te breken tot onze katalytische films. Het proces is schaalbaar en vertaalt zich naar bijna elk metaal in het periodiek systeem.
Conventionele katalysatoren worden gemaakt met zeldzame of dure metalen, zoals platina. De methode van de onderzoekers van Calgary produceert films die amorf zijn in hun moleculaire vorm, in plaats van een kristallijne structuur. Die zeer ongeordende structuur maakt ze eigenlijk reactiever.
Harvard-professor Daniel Nocera introduceerde, terwijl hij aan het MIT was, een goedkope katalysator gemaakt van een amorf kobaltoxide voor het splitsen van water om waterstofbrandstof te maken. Een bedrijf genaamd Sun Catalytix werd in 2009 opgericht met behulp van durfkapitaal en overheidsfinanciering om zijn werk te commercialiseren, maar het heeft moeite om een levensvatbaar product te maken en heeft sindsdien zijn focus verlegd naar het maken van flowbatterijen. (Zie, Sun Catalytix zoekt tweede daad met Flow Battery.)
Berlinguette zegt dat hij en Trudel eerder werk hebben verzet omdat hun proces op elk metaal van het periodiek systeem kan worden gebruikt en meerdere metalen combineert. Amorfe heterogene katalysatoren zijn welbekend, zegt hij. Het probleem is dat het moeilijk is om amorfe materialen te maken met veel andere metalen (dan kobaltoxide) en het is oneindig veel moeilijker om meerdere soorten metalen in amorfe films te introduceren.
Een commercieel levensvatbare elektrolyseur wordt beschouwd als een belangrijk onderdeel van de lang gezochte waterstofeconomie. Een goede katalysator kan de hoeveelheid elektriciteit verlagen die nodig is om waterstof en zuurstof uit water te maken. De waterstof zou dan worden opgeslagen in tanks en in de brandstofcel worden gevoerd om indien nodig elektriciteit te produceren.
In eerste instantie wil FireWater Fuel een elektrolyser ontwikkelen om waterstof te produceren voor energieopslag bij windparken. Het is van plan een commercieel prototype te maken van een elektrolyseur ter grootte van een vriezer die tegen 2015 enkele liters water per dag zou omzetten in elektriciteit voor consumenten.