Ein Metallschaum könnte eine kostengünstige Methode zur Erzeugung kohlenstofffreier Kraftstoffe untermauern, nach sich ziehen Forscher von KAUST gezeigt. Dasjenige Team beschichtete den Schaum nahtlos mit Fe- und Kobalt-Nanomaterialien, um eine hochaktive Elektrode zum Besten von ein Gerät zu schaffen, dasjenige Wassermoleküle spaltet, um Sauerstoffgas und Wasserstoff, verdongeln potenziell grünen Sprit, freizusetzen.
Aufgrund dieser intermittierenden Natur von Strom aus Wind- und Sonnenenergie zu tun sein Methoden entwickelt werden, um erneuerbaren Strom in verdongeln kohlenstofffreien Sprit umzuwandeln, dieser zum Besten von eine spätere Verwendung gespeichert und transportiert werden kann.
„Die elektrochemische Wasserspaltung wird qua pragmatischer Weg beliebt, um dieses Ziel zu glücken“, sagt Pravin Babar, Postdoc im Laboratorium von Cafer Yavuz, dieser die Wissenschaft leitete. Ein elektrochemisches Gerät kann erneuerbare Saft verwenden, um Wassermoleküle aufzuspalten, womit Sauerstoffgas an dieser positive Elektrode und Wasserstoff an dieser negative Elektrode freigesetzt werden.
Existierende Hochleistungs-Wasserspaltungsgeräte beruhen uff Elektroden aus seltenen und teuren Metallen, welches ihre weite Lehrbuch und Verwendung einschränkt. „Unsrige Motivation ist es, die edelmetallbasierte positive Elektrode in Wasserspaltungssystemen zu ersetzen, Preis zu senken und eine bequeme Massenproduktion zu fördern, ohne Kompromisse für dieser Leistung einzugehen“, sagt Babar.
„Wir nach sich ziehen eine Strategie zum Besten von dasjenige Interface-Engineering entwickelt, für dieser kostengünstigere Materialien verwendet werden, die eine Leistung zeigen, die so gut wie dieser von Standardanoden uff Edelmetallbasis entspricht.“
Unter Verwendung eines einfachen, schnellen und skalierbaren nasschemischen Ansatzes züchtete dasjenige Team zweidimensionale Kobalt-Fe-Hydroxid (CoFe-OH)-Nanoblätter uff Nickelschaumsubstraten und lagerte dann Eisenoxyhydroxid (FeOOH)-Nanopartikel uff dieser Oberfläche ab.
Durch die Verwendung von Nanomaterialabscheidung zur Konstruktion dieser Grenzfläche zwischen dieser Elektrode und dem Wasser schuf dasjenige Team ein Werkstoff, dasjenige eine hohe elektrische Leitwert mit einer großen Oberfläche kombiniert, die mit zahlreichen aktiven Stellen zum Besten von die Produktion von molekularem Sauerstoffgas (O2) wolkig ist. Dasjenige Werkstoff erwies sich zudem qua robust, ebenfalls nachdem 50 Zahlungsfrist aufschieben Dauereinsatz konnte kein Leistungsabfall festgestellt werden.
„Aufgrund seiner bemerkenswerten Reaktionsleistung, Kinetik und Langzeitstabilität für hoher Stromdichte im Vergleich zu anderen kürzlich beschriebenen Katalysatoren ist unser Werkstoff dieser das Mittel der Wahl geeignete Kandidat zum Besten von eine kostengünstige Elektrode zum Besten von die Sauerstoffentwicklung“, sagt Babar.
Die synergistischen Leistungssteigerungen, die durch die nahtlose Zusammenstellung von Nanomaterialien in einem einzigen Elektrodenmaterial erzielt wurden, waren eine angenehme Knalleffekt, sagt Yavuz. „Dies ist unser erster kurze Reise in erneuerbaren Wasserstoff aus Wasserelektrolyse“, sagt er.
„Unser Ziel ist es, ein nachhaltiges System zum Besten von die gesamte Wasserspaltung zu prosperieren, nicht nur zum Besten von die Sauerstoffentwicklungsreaktion“, fügt er hinzu. „Wir freuen uns sehr, dass unsrige Entwürfe funzen und erwarten, dass wir in ein paar Jahren verdongeln funktionierenden Urbild nach sich ziehen werden.“
Forschungsbericht: „Gesamtwasserspaltung mit niedrigem Überpotential durch eine kooperative Grenzfläche von Kobalt-Fe-Hydroxid und Eisenoxyhydroxid“
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