Sinds de industriële revolutie, de milieueffecten van energie hebben tot bezorgdheid geleid. Onlangs, dit heeft onderzoekers ertoe aangezet om te zoeken naar haalbare opties voor schone en hernieuwbare energiebronnen.

Vanwege de betaalbaarheid en milieuvriendelijkheid, waterstof is een haalbaar alternatief voor fossiele brandstoffen voor energietoepassingen. Echter, vanwege de lage dichtheid, waterstof is moeilijk efficiënt te transporteren, en veel waterstofgeneratiemethoden aan boord zijn traag en energie-intensief.

Onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen, Peking en Tsinghua Universiteit, Peking onderzoekt realtime, on-demand waterstofopwekking voor gebruik in brandstofcellen, die een stille en schone vorm van energie zijn. Ze beschrijven hun resultaten in de Tijdschrift voor hernieuwbare en duurzame energie .

De onderzoekers gebruikten een legering - een combinatie van metalen - van gallium, indium, tin en bismut om waterstof te genereren. Wanneer de legering een aluminiumplaat ontmoet die in water is ondergedompeld, waterstof wordt geproduceerd. Deze waterstof is verbonden met een brandstofcel met een protonenuitwisselingsmembraan, een type brandstofcel waar chemische energie wordt omgezet in elektrische energie.

"Vergeleken met traditionele energieopwekkingsmethoden, PEMFC erft een hogere conversie-efficiëntie, " zei auteur Jing Liu, een professor aan de Chinese Academie van Wetenschappen en Tsinghua University. "Het kan snel starten en rustig lopen. Bovendien, een belangrijk voordeel van dit proces is dat het enige product dat het genereert water is, milieuvriendelijk maken."

Ze ontdekten dat de toevoeging van bismut aan de legering een groot effect heeft op de waterstofproductie. Vergeleken met een legering van gallium, indium en tin, de legering met bismut leidt tot een stabielere en duurzamere waterstofgeneratiereactie. Echter, het is belangrijk om de legering te kunnen recyclen om de kosten en de impact op het milieu verder te verminderen.

"Er zijn verschillende problemen in bestaande methoden voor scheiding van mengsels na reactie, " zei Liu. "Een zure of alkalische oplossing kan aluminiumhydroxide oplossen, maar veroorzaakt ook corrosie en vervuilingsproblemen."

Andere methoden voor het verwijderen van bijproducten zijn moeilijk en inefficiënt, en het probleem van warmteafvoer in het waterstofreactieproces moet ook worden geoptimaliseerd. Zodra deze moeilijkheden zijn opgelost, deze technologie kan worden gebruikt voor toepassingen van transport tot draagbare apparaten.

"De verdienste van deze methode is dat het realtime en on-demand waterstofproductie kan realiseren, " zei Liu. "Het kan een mogelijkheid bieden voor een groen en duurzaam energietijdperk."