Elektroden av nickel och järn ger en effektiv vätgasproduktion

2019-12-23 14:30  
Foto: Bexim

Forskarnas katalysator producerar vätgas utan ädelmetaller. De har lyckats ta fram en elektrod av nickel och järn som ger en snabbare och mindre energikrävande elektrolys.

Vätgas framställs vanligtvis genom elektrolys av vatten, vilket ger syrgas och vätgas. För att processen ska bli effektiv i stor skala krävs elektroder belagda med dyra ädelmetaller som platina, rutenium och iridium. Men nu har forskare i Australien lyckats skapa en elektrod av järn och nickel som både är ett billigare och ett mer effektivt alternativ.

University of New South Wales samt Griffith University och Swinburne University of Technology har tillsammans visat att den nya katalysatorn snabbar på den kemiska reaktionen samtidigt som processen kräver mindre energi.

– På den här katalysatorn finns ett litet gränsskikt i nanoskala där järn och nickel möts på atomnivå, och det blir en aktiv yta för att spjälka vattnet. Det är där som vätet kan skiljas från syret och samlas in som bränsle, medan syret kan släppas ut som en miljövänlig biprodukt, säger Chuan Zhao, professor vid UNSW:s School of Chemistry på universitetets hemsida.

Läs mer: ”Pressa biljättarna att genast godkänna HVO-diesel”

Järn och nickel är var för sig dåliga katalysatorer för vätgastillverkning, men när de förenas i nanoskala så uppstår magi.

– Gränsytan i nanoskala ändrar egenskaperna hos de här materialen fundamentalt. Våra resultat visar att nickeljärn-katalysatorn kan vara lika aktiv som den i platina när det kommer till vätgasframställning, säger han.

I elektrolysen har man en katod för vätgasen och en anod för syrgasen. Som standard är katoden av platina medan anoden utgörs av rutenium och iridium. Kilopriset för de tre metallerna ligger på dryga 397 000 kronor samt 111 000 respektive 656 000 kronor. Ett kilo nickel eller järn köps å andra sidan för under 200 respektive två kronor.

Läs mer: Så kan flytande metall minska koldioxidhalten i luften

– En annan fördel är att nickeljärn-elektroden kan agera katalysator både för vätgas- och syrgasframställningen så vi skär inte bara kostnaderna genom att använda vanligt förekommande grundämnen, utan sparar också pengar genom att tillverka en katalysator istället för två, säger Chuan Zhao.

Forskarnas arbete har presenterats i Nature Communications. Det pågår mycket forskning kring alternativa katalysatorer. Bland annat presenterade KTH 2018 sina framsteg med en lösning baserad på nickel, järn och koppar. Året innan publicerade en forskargrupp från Sverige, Finland och Vietnam sitt arbete kring en katalysator av förkolnad plast.

John Edgren

Mer om: Vätgas Metaller

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt

Läs mer