Более дешевый катализатор генерирует водород в коммерческом устройстве

Ученые из Национальной ускорительной лаборатории SLAC и Стэнфордского университета впервые показали, что дешевый катализатор может расщеплять воду и часами генерировать водородный газ в агрессивных условиях коммерческого устройства.

Команда работала с электролизером на основе полимерной электролитической мембраны, сообщает sciencedaily.com. Устройство может производить большое количество водорода с помощью возобновляемой энергии. Но распространение технологии тормозит высокая стоимость катализаторов из ценных металлов, вроде платины и иридия. Исследователи предложили более дешевую альтернативу.

Выводы проекта опубликованы в Nature Nanotechnology.

Команда Томаса Харамильо сотрудничала с Nel Hydroge, старейшим и крупнейшим производителем электролитического оборудования. Ученые заменили платиновый катализатор наночастицами фосфарида кобальта, распределенными по углеродному основанию. Продукт хорошо работал на протяжении более 1 700 ч. Стабильность катализатора предполагает, что он подойдет для агрессивных условий электролизеров.

«Мы успешно перенесли материал из лабораторных систем в промышленные, где требуется покрыть значительно большую площадь в жесткой среде», — сказала Маккензи Хьюберт.

Одним из достижений исследования стало масштабирование производства фосфорида кобальта с сохранением его однородности. Процесс включал синтез сырья, его спекание и превращение в чернила, которые распыляются на лисы пористой углеродной бумаги. Конечные электроды загрузили в электролизер для тестирования.

Специалисты отметили, что катализатор необходимо улучшить, а синтез – масштабировать. Но материал уже продемонстрировал стабильность, делающую его перспективной альтернативой дорогим аналогам. Платина составляет около 8% суммарных расходов на производство водорода с помощью ПЭМ. Но нестабильность рынка ценных металлов тормозит развитие технологии. Снижение и стабилизация стоимости катализатора – важный аспект при внедрении электролизеров.