Команда изТехнический университет Берлина (ТУ Берлин),ХЗБ,ИМТЕК (Университет Фрайбурга), иСименс Энергияразработал высокоэффективныйАнионообменная мембрана (АЕМ)электролизер, производительность которых сопоставима с производительностью существующихПротонообменная мембрана (ПОМ)электролизеры. Что делает это достижение примечательным, так это использование недорогихсоединения никеляв качестве анодного катализатора, заменяющего дорогой и редкийиридийтрадиционно используется в электролизерах ПЕМ.
ВБЕССИ II, команда смогла провестиизмерения операндовдля тщательного выяснения каталитических процессов. Теоретическая группа изВШАиСингапурпредоставили последовательные молекулярные описания. ВФрайбургбыл испытан прототип ячейки с использованием нового процесса нанесения покрытия.
Результаты исследования были опубликованы в престижном журналеПрирода Катализ.
Водород будет играть важную роль в будущих энергетических системах, выступая в качестве среды хранения энергии, топлива и ценного сырья для химической промышленности. При получении изсолнечныйилиэнергия ветра, водород может быть получен путемэлектролиз водыс минимальным воздействием на климат. В настоящее время масштабированиезеленая водородная экономикадоминируют две системы:Электролиз с использованием протонообменной мембраны (ПОМ)и классикажидкощелочной электролиз (ЩЭ).Электролизер АЭМсочетает в себе преимущества обеих систем, например, отсутствие необходимости в редких драгоценных металлах, таких какиридий.
Совместная исследовательская группа представила свой первыйЭлектролизер АЭМ, с эффективностью производства водорода, почти такой же высокой, как уЭлектролизеры ПЭМ. Вместо использованияиридий, они нанялиникельижелезо,кобальт, илигидроксиды марганцаи разработали метод непосредственного нанесения их наанионообменная мембрана.
В ходе процесса электролиза команда смогла провестиизмерения операндоввИсточник синхротронного излучения БЕССИ IIвLiXEdromвБерлин. Теоретические команды изСингапуриВШАпомогли объяснить экспериментальные данные.
ПрофессорПитер ШтрассеризБерлинский технический университетобъяснил,
«Это позволило нам выяснить соответствующие каталитические процессы на покрытой катализатором мембране, в частности фазовый переход из каталитически неактивного состоянияα-фазак высокоактивнымα-фазаи роль различныхО-лигандыиNi4 центрыв катализе».
«Это то, чтогамма-фазачто делает наш катализатор конкурентоспособным по сравнению с современными образцамикатализаторы на основе иридия. Наша работа показывает важные каталитические сходства сиридийно также обнаруживает некоторые удивительные молекулярные различия».
«Таким образом, это исследование значительно расширяет наше понимание фундаментальных каталитических механизмов новыхэлектродные материалы на основе никеля. Кроме того, недавно разработанныйМетод покрытия мембранного электродапоказывает отличную масштабируемость. Первый полностью функциональный лабораторный блок уже был протестирован наСПАСИБО. Эта работа закладывает основу для дальнейшей промышленной оценки и демонстрирует, чтоЭлектролизеры воды АЭМтакже может быть очень эффективным».
