Onderzoek van Curtin University heeft een nieuwe, goedkopere en efficiëntere elektrokatalysator geïdentificeerd om groene waterstof uit water te maken, die op een dag nieuwe wegen zou kunnen openen voor grootschalige productie van schone energie.
Doorgaans gebruiken wetenschappers edelmetaalkatalysatoren, zoals platina, om de reactie te versnellen om water in waterstof en zuurstof te breken. Nu heeft Curtin-onderzoek aangetoond dat het toevoegen van nikkel en kobalt aan goedkopere, voorheen ineffectieve katalysatoren hun prestaties verbetert, waardoor de energie die nodig is om het water te splitsen wordt verlaagd en de opbrengst aan waterstof toeneemt.
Hoofdonderzoeker Dr. Guohua Jia, van Curtin’s School of Molecular and Life Sciences, zei dat deze ontdekking verreikende implicaties zou kunnen hebben voor de duurzame productie van groene brandstof in de toekomst.
“Ons onderzoek zag ons in wezen tweedimensionale ijzer-zwavel-nanokristallen nemen, die meestal niet werken als katalysatoren voor de door elektriciteit aangedreven reactie die waterstof uit water haalt, en kleine hoeveelheden nikkel- en kobaltionen toevoegen. Toen we dit deden, de slecht presterende ijzerzwavel volledig getransformeerd in een levensvatbare en efficiënte katalysator, “zei Dr. Jia.
“Het gebruik van deze meer overvloedige materialen is goedkoper en efficiënter dan het huidige referentiemateriaal, rutheniumoxide, dat is afgeleid van het ruthenium-element en duur is.
“Onze bevindingen verbreden niet alleen het bestaande “palet” van mogelijke deeltjescombinaties, maar introduceren ook een nieuwe, efficiënte katalysator die nuttig kan zijn in andere toepassingen.
“Het opent ook nieuwe wegen voor toekomstig onderzoek in de energiesector, waardoor Australië voorop loopt op het gebied van onderzoek en toepassingen op het gebied van hernieuwbare en schone energie.”
Dr. Jia zei dat de volgende stappen zouden zijn om het werk van het team op grotere schaal uit te breiden en te testen om de commerciële levensvatbaarheid ervan te testen.
“Slechts 21% van de energie wordt geproduceerd uit hernieuwbare energiebronnen in de nationale energiemarkt, wat duidelijk aangeeft dat er meer inspanningen nodig zijn van Australië om de overgang van fossiele brandstoffen naar schone energie te maken,” zei Dr. Jia.
“Maar deze verschuiving is alleen mogelijk als de kennis uit de onderzoekssector wordt vertaald naar real-world oplossingen en toepassingen in de energiesector.”
Deze studie was een samenwerking tussen onderzoekers Dr. Guohua Jia en Dr. Franca Jones van Curtin’s School of Molecular and Life Sciences, en professor Zongping Shao van WA School of Mines: Minerals, Energy and Chemical Engineering.
De volledige krant, Ni2+/Co2+ gedoteerde Au-Fe7S8 nanobloedplaatjes met uitzonderlijk hoge reactie-activiteit van zuurstofontwikkeling, is gepubliceerd in Nano-energie.
Shaghraf Javaid et al, Ni2+/Co2+ gedoteerde Au-Fe7S8 nanobloedplaatjes met uitzonderlijk hoge reactie-activiteit van zuurstofontwikkeling, Nano-energie (2021). DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106463
Nano-energie
Geleverd door Curtin University