Mineaffald kunne bruges som ingrediens til billigere brintbrændstofproduktion

Forskere har opdaget en måde at bruge minedriftsaffald som en del af en potentiel billigere katalysator til produktion af brintbrændstof.

Vandsplittende reaktioner, der producerer brint, udløses ved hjælp af sjælden platin ($ 1450/ounce), iridium ($ 1370/ounce) og ruthenium ($ 367/ounce), eller billigere, men mindre aktive metaller - kobolt ($ 70, 000/ton), nikkel ($ 26, 000/ton) og jern ($ 641/ton).

Professor Ziqi Sun fra QUT School of Chemistry and Physics og QUT Center for Materials Science og Dr. Hong Peng fra School of Chemical Engineering ved University of Queensland førte forskning til at skabe en ny katalysator, der kun brugte en lille mængde af disse reaktive metaller.

De kombinerede dem med feltspat, aluminosilicatstenmineraler fundet i mineaffald, som professor Sun sagde, at nogle virksomheder betaler omkring $ 30/ton for at bortskaffe.

I forsøget, fremhævet på forsiden af ​​Advanced Energy &Sustainability Research i august, forskerne udløste en vandspaltningsreaktion ved hjælp af opvarmede aktiverede feltspat nanocoated med kun 1-2 procent af de billigere reaktive metaller.

"Vandopdeling indebærer to kemiske reaktioner - en med hydrogenatomet og en med oxygenatomet - for at få dem til at skille, "Sagde professor Sun.

"Dette nye nanocoaterede materiale udløste oxygenudviklingsreaktionen, som styrer den samlede effektivitet af hele vandopdelingsprocessen, " han sagde.

Professor Sun sagde, at koboltbelagt feltspat var mest effektiv, og optimering af de nye katalysatorer kunne se dem overgå råmetaller eller endda matche platinmetallers overlegne effektivitet.

Han sagde, at den nye katalysator også potentielt kunne sænke omkostningerne ved lithium-ion (Li-Ion) batterier og andre bæredygtige energiløsninger, der var afhængige af elektrokemiske konverteringer.

"Denne forskning kan potentielt tilføre Australiens værdikæde for vedvarende energi ved at genbruge mineaffald og tilføje nye teknologier til traditionelle industrier.

"Virksomheder som Tesla kan potentielt bruge denne teknologi til energiproduktion, avancerede energilagringsløsninger som nye batteriteknologier, og vedvarende brændstof, " han sagde.

Forskere søger nu at teste katalysatorerne i pilotskala.

"Australiens overflod af aluminosilikat og enkelheden i denne ændringsproces skulle gøre produktionen af ​​denne nye katalysator let tilgængelig i industriel skala, "Sagde professor Sun.

Feldspat udgør omkring 60 procent af jordskorpen, ifølge professor Sun, hvis tidligere forskning aktiverede feltspat til brug som potentielle billige anoder i Li-Ion-lagring.

Han sagde, at aluminosilicaterne var kemisk inerte, men varme forårsagede defekter, der var nyttige til kemiske reaktioner og elektrontransport.

Sammen med professor Sun og Dr. Peng var andre forskere fra QUT Center for Materials Science, herunder professor Godwin Ayoko, Dr. Jun Mei og Dr. Juan Bai fra QUT Det Naturvidenskabelige Fakultet, og lektor Liao Ting fra QUT Engineering Engineering.

Professor Sun og Dr. Peng er begge fokuseret på at udvikle materialer til nye bæredygtige teknologier.

Dr. Peng er ekspert i at udnytte lermineraler og mineafskærmninger til funktionelle materialer gennem billig mineralforarbejdningsteknologi.

Han sagde, at minedriften producerede tonsvis af affaldsmateriale hvert år, som Australien kunne bruge til bæredygtige teknologier.

"Aluminiumsilicat findes almindeligt i forskellige minedrift og er så billigt, at mineselskaber normalt ville betale for at bortskaffe det, "Sagde Dr. Peng.