Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Nanobobleforskning for at forbedre produktionen af ​​grøn brint

Kredit:Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2321958121

I en ny undersøgelse, offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences , har forskere fra University of Twente gjort betydelige fremskridt i forståelsen af ​​mikro- og nanoboblers opførsel på elektroder under vandelektrolyse. Denne proces er afgørende for (grøn) brintproduktion. Disse små bobler dannes på elektroderne, blokerer strømmen af ​​elektricitet og reducerer reaktionens effektivitet.

En vedvarende brintøkonomi reducerer virkningen af ​​global opvarmning betydeligt sammenlignet med en fossilt brændstoføkonomi. Produktionen af ​​brint hæmmes dog betydeligt af bobler på mikro- og nanoskala. Derfor forsøger forskere ved University of Twente præcist at forstå, hvordan disse små bobler dannes på og klæber til elektroderne, for endelig at slippe af med dem.

Stabil nanoboble i molekylære simuleringer med J =8,5 kg/(m 2 s)

Understøttet af avancerede molekylære simuleringer udviklede Detlef Lohse og hans team en teori, der med succes kan forudsige den elektriske strømtæthed, der er nødvendig for at lade nanoboblerne vokse ukontrolleret og løsne sig, og dermed frigøre elektroden til yderligere brintproduktion.

Dette fund er afgørende, da det giver mulighed for forudsigelse og kontrol af bobleadfærd, hvilket sikrer, at elektrolyse kan fortsætte med minimal afbrydelse. Forskningen bygger på den etablerede stabilitetsteori for overfladenanobobler (Lohse-Zhang-modellen) og udvider den til at omfatte den elektrolytiske strømtæthed for at forudsige boblernes adfærd.

Med den forbedrede viden kan videnskabsmænd og ingeniører nu arbejde hen imod at forbedre løsrivelsen af ​​bobler. Udover at forbedre den overordnede effektivitet af vandelektrolyse, kan dette arbejde også bruges til andre systemer, hvor der dannes gasbobler, såsom ved katalyse.

Flere oplysninger: Yixin Zhang et al., Tærskelstrømtæthed for diffusionskontrolleret stabilitet af elektrolytiske overfladenanobobler, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI:10.1073/pnas.2321958121

Journaloplysninger: Proceedings of the National Academy of Sciences

Leveret af University of Twente




Varme artikler