Magnetisme:Et uventet skub til brintøkonomien

Menneskeheden er gået ind på ukendt territorium:atmosfærisk CO ₂ niveauerne er steget til rekordhøje 415 ppm for første gang i menneskehedens historie. Behovet for at finde et bæredygtigt alternativ til CO ₂ - Det haster med at producere brændstoffer. En af de mest lovende og miljøvenlige energikilder er brint genereret via vandspaltning, reaktionen, hvor vand nedbrydes til ilt og brint. Nu, forskere fra Institute of Chemical Research i Catalonien bringer denne brintøkonomi et skridt nærmere på en uventet måde.

I et blad udgivet i Naturenergi , forskere fra grupperne Galán-Mascarós og López rapporterer, at de bruger en magnet til direkte at øge produktionen af ​​brint i alkalisk vandopdeling via elektrolyse. "Opdagelsens enkelhed åbner nye muligheder for at implementere magnetisk forbedring i vandopdeling. Ydermere, de lave omkostninger ved teknologien gør den velegnet til industrielle applikationer, " siger Felipe A. Garcés-Pineda, avisens første forfatter.

Magnetisk træk

Forskerne rapporterer, at tilstedeværelsen af ​​et eksternt magnetfelt induceret ved at nærme en neodymmagnet til elektrolysatoren ansporer den elektrokatalytiske aktivitet på anoden i nogle tilfælde, fordobling af brintproduktionen. Forskerne rapporterer, at magnetfeltet direkte påvirker reaktionsvejen ved at tillade spin-konservering af den aktive katalysator, hvilket igen favoriserer parallel spin-justering af oxygenatomerne under reaktionen. På grund af det eksterne magnetfelt, denne overordnede spinpolarisering forbedrer effektiviteten af ​​processen. "Dette demonstrerer, at der er meget at lære af de intime reaktionsmekanismer, der finder sted på elektrokatalysatorer, og åbner nye måder at overvinde begrænsningerne ved state-of-the-art systemer, " siger Núria López, ICIQ gruppeleder og medforfatter til manuskriptet.

Forskerne undersøgte en række forskellige katalysatorer under identiske arbejdsforhold og rapporterer, at den katalytiske aktivitetsforøgelse er proportional med den magnetiske natur af de katalysatorer, der bruges til at drive vandspaltningsreaktionen. Dermed, NiZnFe ₄ O _x , en højmagnetisk ferrit, udviste den største forstærkende effekt, når den blev præsenteret med et magnetfelt. Denne ferrit kan også magnetisk binde sig til en nikkelmetalstøtte, dæmper behovet for at bruge bindemidler til at fastgøre katalysatorer til en fysisk understøtning.

Stor videnskab til store problemer

"Udfordringen for en brintøkonomi er ikke kun en videnskabelig en, " forklarer José Ramón Galán-Mascarós, ICIQ gruppeleder og tilsvarende forfatter til papiret. Han siger, at finde teknologiske løsninger, der undgår brugen af ​​ædelmetaller, såsom platin eller iridium, er den egentlige udfordring. Det er også nødvendigt at gøre brintenergikredsløbet levedygtigt. Da ædelmetaller er dyre og ekstremt sparsomme, deres anvendelse begrænser opskaleringen af ​​teknologierne til masseproduktion. I stedet, videnskabsmænd søger efter jordrige alternativer, som giver meget god ydeevne under alkaliske forhold og giver mulighed for økonomisk rentabel skalering.

"Efter årtiers videnskabelig forskning, problemet er stadig igangværende og stort nok til ikke at forvente nemme løsninger. Udfordringen med at lave bæredygtige brændstoffer kræver en tværfaglig indsats, og i sidste ende, internationalt samarbejde, " afslutter Galán Mascarós.