Selvhelende katalysatorfilm til brintproduktion

Kemikere ved Center for Elektrokemiske Videnskaber ved Ruhr-Universität Bochum har udviklet en katalysator med selvhelbredende egenskaber. Under de udfordrende forhold ved vandelektrolyse til brintproduktion, katalysatormaterialet regenererer sig selv, så længe de nødvendige komponenter er til stede i elektrolytopløsningen. Et team, der involverer Stefan Barwe, Dr. Wolfgang Schuhmann og Edgar Ventosa fra Bochum -formanden for analytisk kemi rapporterer om dette i tidsskriftet Angewandte Chemie International Edition . Arbejdet fandt sted som en del af klyngen af ​​ekspertise Resolv.

Brint betragtes som fremtidens energikilde. Imidlertid, det er en udfordring at finde stabile og effektive katalysatorer til syntetisering. Denne syntese finder sted ved hjælp af vandelektrolyse, med brint skabt ved den ene elektrode og ilt ved den anden. Elektroderne er dækket med en katalysatorfilm, som angribes under reaktionen og bliver mindre effektiv.

Katalysatoroverfladen dannes af sig selv

I en forundersøgelse, Bochum -kemikerne demonstrerede en ny måde at skabe en meget stabil katalysatorfilm på. De tilføjede katalysator -nanopartikler i form af et pulver til opløsningen, som omgiver elektroderne. Partiklerne pumpet gennem elektrodekamrene kolliderer med elektrodeoverfladen; der, der dannes en partikelfilm baseret på elektrostatiske tiltrækningskræfter. Partikler med en positivt ladet overflade afsættes på anoden og partikler med en negativt ladet overflade på katoden. Katalysatorfilmen dannes således af sig selv.

Via den samme mekanisme, katalysatoroverfladen regenereres under reaktionen. Nye nanopartikler fra opløsningen flyttet til elektroderne, hvor de friskede den slidte katalysatorfilm op. Denne selvhelbredende effekt varede, så længe katalysatorpartikler var til stede i opløsningen.

Stabil i flere dage

Forskerne arbejdede med nikkelelektroder. De testede to forskellige katalysatorpulvere til de to elektroder, et et nikkelbaseret materiale og et et koboltbaseret materiale. Alle katalysatormaterialerne dannede en film et par mikrometer tyk på elektroderne, som elektronmikroskopiske optagelser bekræftet. Målingerne viste også, at der dannes funktionelle systemer, der producerede hydrogen på en stabil måde over flere dage.

I yderligere undersøgelser, kemikerne ønsker nu at undersøge indflydelsen af ​​partikelform og størrelse såvel som elektrolytopløsningens indflydelse på katalysatorernes effektivitet og stabilitet.