Elektrolytische watersplitsing wordt algemeen beschouwd als de meest haalbare methode voor de productie van groene waterstof als een veelzijdig middel voor opslag en transport over lange afstand voor de intermitterende hernieuwbare energie.

De ontwikkeling van watersplitsingstechnologieën is belangrijk voor Australië als een land met enorme hernieuwbare energiebronnen, volgens Dr. Alexandr Simonov van de Monash School of Chemistry, en de hoofdauteur van een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur Katalyse , die nieuw licht werpt op elektrolytische watersplitsing.

"Hernieuwbare energie vereist een energiedrager waarmee energie op de meest efficiënte manier door Australië kan worden getransporteerd en geëxporteerd, " zei dr. Simonov, die ook lid is van het Australian Centre for Electromaterials Science.

"In een praktische context vereist dit robuuste elektromaterialen - katalysatoren, die twee halfreacties van het watersplitsingsproces kan versnellen - de waterstofevolutie en de zuurstofevolutiereacties, " hij zei.

"Ons onderzoeksteam heeft een intrinsiek stabiele, 'zelfherstellend' katalytisch systeem op basis van aarde-rijke elementen ter bevordering van het waterelektrolyseproces in een sterk zure omgeving en verhoogde temperaturen.

"De katalysator demonstreert de state-of-the-art activiteit, en vooral, vertoont ongeëvenaarde stabiliteit onder een breed scala van agressieve, technologisch relevante voorwaarden voor watersplitsing."

De faciliteiten van de Monash School of Chemistry, Monash Centrum voor Elektronenmicroscopie, Monash röntgenplatform, CSIRO en Australian Synchrotron verschaften onderzoekers een diepgaand inzicht in de werkingswijzen van de katalysatoren en identificeerden routes voor toekomstige verbeteringen.

"De uitstekende stabiliteit in de werking en de lage kosten van het ontwikkelde katalytische systeem identificeert het als een potentieel geschikte optie voor gebruik bij de industriële productie van groene waterstofbrandstof door middel van waterelektrolyse, ' zei dokter Simonov.

Studeer co-auteur en ARC Laureate Fellow aan de Monash School of Chemistry, Professor Doug MacFarlane zei dat het onderzoek naar elektrokatalysatoren voor wateroxidatie een kernthema is binnen het Australian Centre for Electromaterials Science, waar hij het energieprogramma leidt.

"Het is van cruciaal belang voor de zich snel ontwikkelende nationale sector voor hernieuwbare energie, ' zei professor MacFarlane.

"Dit werk vertegenwoordigt een doorbraak die de goedkope opwekking van groene waterstof uit hernieuwbare energiebronnen veel dichter bij de realiteit zal brengen. " zei hij. "Het is een belangrijke ontwikkeling die de rol van Australië als mondiale krachtpatser in de opwekking en export van hernieuwbare energiebronnen verder zal bevestigen."

Dr. Simonov zei dat watersplitsing in elektrolysers met zure elektrolyten hoogstwaarschijnlijk de toekomst is van de productie van groene waterstof. Echter, de omstandigheden aan de anodes van dergelijke apparaten zijn uitzonderlijk hard, waardoor zelfs zeer stabiele edelmetalen corroderen.

"Onze strategie is om de middelen te verschaffen voor een goedkope katalysator om zichzelf te genezen tijdens de operatie, ' zei dokter Simonov.