Nový pevný katalyzátor exceluje v rozkládání vody na vodík a kyslík  
Vezměte nikl. Potáhněte ho grafenem. A pak ještě naneste fosfid železa s manganem. Tak vznikne účinný katalyzátor pro elektrolytický rozklad vody.

 

Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.
Nový trojvrstvý katalyzátor. Kredit: Jeff Fitlow/Rice University.

Účinný rozklad vody na jednotlivé prvky je svatým grálem energetiků dnešní doby. Američtí vědci Rice University a University of Houston přišli s novým katalyzátorem, který by měl tento klíčový proces usnadnit.

 

Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.
Kenton Whitmire. Kredit: Rice University.

Je to elektrolytický film, který tvoří trojvrstevná struktura z niklu, grafenu a fosfidu železa s manganem (FeMnP). Pěnový nikl poskytuje filmu velký povrch, vodivý grafen chrání nikl před degradací a fosfid železa z manganem zodpovídá za samotný rozklad vody na vodík a kyslík.


Chemik Kenton Whitmire z Riceho univerzity a jeho tým tento elektrolytický film vyrobili. Počítačový inženýr Jiming Bao z Houstonu se svým týmem zase film důkladně otestoval. Výsledky jejich práce publikoval časopis Nano Energy.
Whitmire s Baem vyvinuli materiál, který překonává obvyklé bariéry u katalyzátorů. Dobré katalyzátory totiž buď rozkládají vodu a získávají vodík anebo získávají kyslík ale nikoliv oba dva prvky zároveň. Whitmire k tomu dodává, že vodík obvykle vzniká v kyselém prostředí, zatímco kyslík v zásaditém. Jejich materiál je stabilní a přitom to zvládne obojí zároveň.

 

Jiming Bao. Kredit: University of Houston.
Jiming Bao. Kredit: University of Houston.

Standardním materiálem pro rozklad vody na vodík je dnes platina. Což je velmi drahá záležitost. Whitmire, Bao a spol. naproti tomu použili poměrně dostupné a laciné materiály. Jejich nový katalyzátor také ke svému provozu potřebuje méně energie.

Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.
Nový katalyzátor v elektronovém mikroskopu. Kredit: Desmond Schipper/Rice University.

 

Badatelé postupovali při výrobě svého elektrokatalyzátoru tak, že nejprve pomocí procesu chemické depozice z plynné fáze (CVD, chemical vapor deposition) potáhli pěnový nikl grafenem a na něm pak stejným způsobem vytvořili vrstvu z fosfidu železa s manganem. Testy pak následně potvrdily, že takto vytvořený katalyzátor funguje jak pro rozklad vody na vodík, tak i na kyslík.


Nový katalyzátor je vhodný pro výrobu v průmyslovém měřítku. Měl by nalézt uplatnění při produkci vodíku nebo kyslíku v zařízeních poháněných solární nebo větrnou energií, která využívají elektrokatalýzu pro uskladnění energie. Použité postupy by také mohly posloužit k výrobě dalších pokročilých materiálů. Fosfidy kovů mohou katalyzovat i řadu jiných reakcí, než jenom rozklad vody na vodík a kyslík. 

Literatura
Rice University 26. 7. 2017, Nano Energy 39: 444-453.

Datum: 03.08.2017
Tisk článku

Oskar Ed: Můj největší sen - Jelinek Branko
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 649 Kč
cena: 577 Kč
Oskar Ed: Můj největší sen
Jelinek Branko
Související články:

Upravená bakterie vdechuje oxid uhličitý a dělá z něj palivo do motorů     Autor: Josef Pazdera (13.12.2009)
Jak z oxidu uhličitého vykouzlit metanol?     Autor: Stanislav Mihulka (11.02.2016)
Nová důmyslná molekula recykluje oxid uhličitý z atmosféry jako divá     Autor: Stanislav Mihulka (18.03.2017)



Diskuze:




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace