211service.com
Ett billigare sätt att göra väte av vatten
Ett av de främsta hindren för storskalig användning av bränsleceller är de dyra katalysatorer som används för att producera vätebränsle från vatten. Forskare vid University of Calgary säger att de har utvecklat en ny metod för att tillverka katalysatorer med hjälp av billiga metaller.
Två elektroder belagda med Fe40Ni60O-filmer producerar väte och syre från vatten med mindre elektricitet än utan katalysator. Kredit: University of Calgary.
Två kemiprofessorer - Curtis Berlinguette och Simon Trudel - publicerade idag en papper i Vetenskap visar hur deras elektrokatalysatorer fungerar såväl som dyrare material. De har patenterat sin produktionsmetod och har bildat ett företag som heter Eldvattenbränsle som planerar att ha en produkt tillgänglig redan nästa år. Målet är att göra en elektrolysör - en enhet som delar vatten för att göra väte- och syrebränslen - som är tillräckligt överkomlig för företag och konsumenter.
Deras uppfinning är att göra katalysatorer från en kombination av metallföreningar som använder järn, kobolt och nickel. Processen, som behandlar metallföreningar eller oxider med ljus, kräver inga höga temperaturer.
Upptäckten i vår artikel är förmågan att göra katalysatorfilmer med en enhetlig fördelning av flera olika metaller, säger Berlinguette. Vi använder en teknik som använder ljus för att bryta ner miljövänliga prekursorer i luft till våra katalytiska filmer. Processen är skalbar och översätts till nästan varje metall i det periodiska systemet.
Konventionella katalysatorer tillverkas med sällsynta eller dyra metaller, såsom platina. Calgary-forskarnas metod producerar filmer som är amorfa i sin molekylära form, snarare än en kristallin struktur. Den mycket oordnade strukturen gör dem faktiskt mer reaktiva.
Harvard-professorn Daniel Nocera, medan han vid MIT, introducerade en lågkostnadskatalysator gjord av en amorf koboltoxid för att klyva vatten för att göra vätebränsle. Ett företag som heter Sun Catalytix bildades 2009 med hjälp av venture och statlig finansiering för att kommersialisera hans arbete, men det har kämpat för att göra en livskraftig produkt och har sedan dess flyttat fokus till att göra flödesbatterier. (Se, Sun Catalytix söker andra akten med flödesbatteri.)
Berlinguette säger att han och Trudel har avancerat tidigare arbete eftersom deras process kan användas på vilken metall som helst i det periodiska systemet och kombinerar flera metaller. Amorfa heterogena katalysatorer är välkända, säger han. Problemet är att det är svårt att göra amorfa material med många andra metaller (än koboltoxid) och det är oändligt mycket svårare att införa flera typer av metaller i amorfa filmer.
En kommersiellt gångbar elektrolysator anses vara en nyckelkomponent i den länge eftertraktade väteekonomin. En bra katalysator kan minska mängden el som behövs för att producera väte och syre från vatten. Vätgasen skulle sedan lagras i tankar och matas in i bränslecellen för att producera el efter behov.
Inledningsvis har FireWater Fuel för avsikt att utveckla en elektrolysör för att producera väte för energilagring vid vindkraftsparker. Den har för avsikt att skapa en kommersiell prototyp av en elektrolysator i frysstorlek som skulle omvandla några liter vatten om dagen till el för konsumenter senast 2015.