Onderzoekers van de Washington State University hebben een manier gevonden om waterstof efficiënter uit water te genereren - een belangrijke sleutel om schone energie levensvatbaarder te maken.

Met behulp van goedkoop nikkel en ijzer, ontwikkelden de onderzoekers een heel eenvoudig, methode van vijf minuten om grote hoeveelheden van een hoogwaardige katalysator te maken die nodig zijn voor de chemische reactie om water te splitsen.

Ze beschrijven hun methode in het februarinummer van het tijdschrift Nano-energie .

Energieconversie en -opslag is een sleutel tot de economie van schone energie. Omdat zonne- en windbronnen slechts af en toe stroom produceren, er is een grote behoefte aan manieren om de opgewekte elektriciteit op te slaan en op te slaan. Een van de meest veelbelovende ideeën voor het opslaan van hernieuwbare energie is om de overtollige elektriciteit die wordt opgewekt uit hernieuwbare energiebronnen te gebruiken om water te splitsen in zuurstof en waterstof. Waterstof heeft talloze toepassingen in de industrie en zou kunnen worden gebruikt om auto's met waterstofbrandstofcellen aan te drijven.

Industrieën hebben het watersplitsingsproces niet veel gebruikt, echter, vanwege de onbetaalbare kosten van de edelmetaalkatalysatoren die nodig zijn - meestal platina of ruthenium. Veel van de methoden om water te splitsen vereisen ook te veel energie, of de benodigde katalysatormaterialen breken te snel af.

In hun werk, de onderzoekers, onder leiding van professor Yuehe Lin in de School of Mechanical and Materials Engineering, twee overvloedig beschikbare en goedkope metalen gebruikt om een ​​poreus nanoschuim te maken dat beter werkte dan de meeste katalysatoren die momenteel worden gebruikt, inclusief die gemaakt van de edele metalen. De katalysator die ze hebben gemaakt, ziet eruit als een kleine spons. Met zijn unieke atomaire structuur en vele blootgestelde oppervlakken door het materiaal, het nanoschuim kan de belangrijke reactie katalyseren met minder energie dan andere katalysatoren. De katalysator vertoonde zeer weinig verlies aan activiteit in een stabiliteitstest van 12 uur.

"We hebben gekozen voor een zeer eenvoudige aanpak die gemakkelijk kan worden gebruikt in grootschalige productie, " zei Shaofang Fu, een WSU Ph.D. student die de katalysator synthetiseerde en de meeste activiteitstesten deed.

De WSU-onderzoekers werkten aan het project samen met onderzoekers van Advanced Photon Source van het Argonne National Laboratory en Pacific Northwest National Laboratory.

"De geavanceerde materiaalkarakteriseringsfaciliteit in de nationale laboratoria zorgde voor een diepgaand begrip van de samenstelling en structuren van de katalysatoren, " zei Junhua Song, een andere WSU Ph.D. student die aan de katalysatorkarakterisering heeft gewerkt.

De onderzoekers zoeken nu extra ondersteuning om hun werk op te schalen voor grootschalige testen.

"Dit is gewoon testen op laboratoriumschaal, maar dit belooft veel " zei Lin.