Lavpris-katalysator øger brintproduktionen fra vand

En fremtid drevet af kulstoffrit brændstof afhænger af vores evne til at udnytte og lagre energi fra vedvarende, men periodiske kilder, såsom sol og vind. Nu, en ny katalysator udviklet ved University of Toronto Engineering giver et boost til en række rene energiteknologier, der er afhængige af at producere brint fra vand.

Udover at være en vigtig ingrediens i alt fra brændstof til gødning, brint har et stort potentiale som energilagringsmedium. Ideen ville være at bruge vedvarende elektricitet til at producere brint fra vand, derefter vende processen senere i en elektrokemisk brændselscelle, hvilket resulterer i ren strøm på forespørgsel.

"Brint er et enormt vigtigt industrielt råstof, men desværre i dag stammer det overvældende fra fossile brændstoffer, resulterer i et stort kulstofaftryk, "siger professor Ted Sargent, seniorforfatter på et papir i Naturenergi der beskriver den nye katalysator. "Elektrolyse - vandopdeling for at producere vedvarende brint og ilt - er en overbevisende teknologi, men det har brug for yderligere forbedringer af effektiviteten, koste, og levetid. Dette arbejde tilbyder en ny strategi for at forfølge disse kritisk vigtige mål. "

Sargents laboratorium er blandt flere forskningsgrupper rundt om i verden, der kører efter at skabe katalysatorer, der sænker mængden af ​​elektricitet, der er nødvendig for at opdele vand i brint og ilt. I øjeblikket, de bedst fungerende katalysatorer er afhængige af platin, et dyrt materiale, og fungerer under sure betingelser.

"Vores nye katalysator er fremstillet af kobber, nikkel og krom, som alle er mere rigelige og billigere end platin, "siger Cao-Thang Dinh, en medlederforfatter på papiret sammen med sine andre postdoktorale forskere Pelayo Garcia De Arquer og Ankit Jain. "Men det mest spændende er, at det klarer sig godt under pH-neutrale forhold, hvilket åbner en række muligheder. "

Havvand er den mest rigelige vandkilde på jorden, Dinh påpeger. Men brug af havvand med traditionelle katalysatorer under sure betingelser ville kræve, at saltet først blev fjernet, en energikrævende proces. Ved drift ved neutral pH undgås de høje omkostninger ved afsaltning.

Det kan også muliggøre brug af mikroorganismer til fremstilling af kemikalier som methanol og ethanol. "Der er bakterier, der kan kombinere brint og CO2 til at lave kulbrintebrændstoffer, "siger Garcia De Arquer." De kunne vokse i det samme vand og optage brintet, som det bliver lavet, men de kan ikke overleve under sure forhold. "

At bruge vedvarende energi til at omdanne affald CO2 til brændstoffer eller andre værditilvækstprodukter er målet med NRG COSIA Carbon XPrize. Et hold fra Sargents laboratorium er blandt de fem finalister i den internationale konkurrence, kæmper om den store præmie på 7,5 millioner dollars.