En ny metode til at udvinde brint fra vand mere effektivt for at opfange vedvarende energi

En ny metode til at udvinde brint fra vand mere effektivt kan bidrage til at understøtte opsamlingen af ​​vedvarende energi i form af bæredygtigt brændstof, siger videnskabsmænd.

I et nyt blad, offentliggjort i dag i tidsskriftet Naturkommunikation , forskere fra universiteter i Storbritannien, Portugal, Tyskland og Ungarn beskriver, hvordan pulserende elektrisk strøm gennem en lagdelt katalysator har gjort det muligt for dem at næsten fordoble mængden af ​​produceret brint pr. millivolt elektricitet brugt under processen.

Elektrolyse, en proces, som sandsynligvis er bekendt for alle, der studerede kemi på gymnasiet, bruger elektrisk strøm til at splitte bindingerne mellem vandets brint- og oxygenatomer, frigivelse af brint og ilt. Hvis den elektriske strøm til elektrolyseprocessen genereres ved hjælp af vedvarende midler såsom vind- eller solenergi, hele processen frigiver ikke yderligere kulstof til atmosfæren, ikke bidrager til klimaforandringerne. Brintgas kan så bruges som en nul-emission brændstofkilde i nogle former for transport såsom busser og biler eller til opvarmning af boliger.

Holdets forskning fokuserede på at finde en mere effektiv måde at producere brint gennem den elektrokatalytiske vandspaltningsreaktion. De opdagede, at elektroder dækket med en molybeden tellurid-katalysator viste en stigning i mængden af ​​brintgas, der blev produceret under elektrolysen, når et specifikt mønster af højstrømsimpulser blev påført. Ved at optimere strømimpulserne gennem den sure elektrolyt, de kunne reducere mængden af ​​energi, der er nødvendig for at lave en given mængde brint med næsten 50%.

Dr. Alexey Ganin, fra University of Glasgow's School of Chemistry, ledede forskerholdet. Dr. Ganin sagde:"I øjeblikket dækker Storbritannien omkring en tredjedel af sit energiproduktionsbehov gennem vedvarende kilder, og i Skotland er det tal omkring 80%.

"Eksperter forudser, at vi snart vil nå et punkt, hvor vi vil producere mere vedvarende elektricitet, end vores forbrug kræver. som det er i øjeblikket, skal overskydende produceret energi bruges, efterhånden som det produceres, ellers går det til spilde. Det er vigtigt, at vi udvikler en robust række af metoder til at lagre energien til senere brug.

"Batterier er en måde at gøre det på, men brint er et meget lovende alternativ. Vores forskning giver en vigtig ny indsigt i at producere brint fra elektrolyse mere effektivt og mere økonomisk, og vi er ivrige efter at forfølge denne lovende undersøgelsesvej."

Da niveauet af katalytisk forbedring styres af elektriske strømme, nylige fremskridt inden for maskinlæring kunne bruges til at finjustere den rigtige rækkefølge af påførte strømme for at opnå det maksimale output. Den næste fase for holdet er udviklingen af ​​en kunstig intelligens-protokol til at erstatte menneskelig input i søgen efter de mest effektive elektroniske strukturer, der bruges i lignende katalytiske processer.

Papiret, med titlen "Den hurtige elektrokemiske aktivering af MoTe2 til hydrogenudviklingsreaktionen, " er offentliggjort i Nature Communications.