新水分解过程和材料绿色制氢的效率最大化

气候危机需要增加使用可再生能源,如太阳能和风能,但断断续续的可用性、可伸缩的储能是一个挑战。

氢-;尤其是无碳绿色氢——;已成为一种很有前途的清洁能源载体和存储选项的可再生能源,如太阳能和风能。它增加了没有碳排放到大气中,但目前是昂贵和复杂的创建。

绿色生产氢的一个方法是电化学水分裂。这过程包括运行电力通过水的催化剂(reaction-enhancing物质)来产生氢和氧。

佐治亚理工学院的研究人员和佐治亚理工学院研究所(得到)已经开发出一种新的水分解过程和材料,生产绿色氢的效率最大化,使它一个负担得起的和可以选择工业合作伙伴,想把绿色氢代替传统的可再生能源存储过程中,碳排放从天然气制氢。

佐治亚理工学院的研究结果之际,气候专家认为,氢将世界顶级的关键工业部门实现其零排放的目标。去年夏天,拜登政府设定目标将清洁的氢气的成本减少80%在一个十年。led被称为氢,部门倡议旨在削减成本的“清洁”或绿色氢到2030年每公斤1美元。

科学家们希望替代天然气和煤炭,目前今天用于存储额外的电能在网格级别,用绿色因为它不导致氢碳排放,使它更环保的方式储存可再生电力。他们的研究的重点是电解,或者使用电力的过程把水分解成氢和氧。

成本更低,更耐用的材料欧洲杯足球竞彩

佐治亚理工学院的研究小组希望绿色氢成本更低、更持久electrocatalyst使用混合材料。欧洲杯足球竞彩今天,这个过程依赖于昂贵的贵金属组件(如铂和铱,首选通过电解大规模生产氢的催化剂。这些元素是昂贵和稀有,已经停滞,此举取代天然气氢动力。事实上,绿色氢占不到1%的年度生产2020年,很大程度上因为这个费用,根据市场研究公司Wood Mackenzie。

“我们的工作将减少贵金属的使用,增加其活动以及利用选项,“研究首席研究员Seung吸引Lee说,乔治·w·伍德拉夫副教授机械工程学院的专家电化学能量储存和转换系统。

研究发表在期刊应用催化B:环境能源与环境科学欧洲杯线上买球,李和他的团队强调了金属纳米颗粒和金属氧化物之间的相互作用来支持设计的高性能混合催化剂。欧洲杯猜球平台

我们设计了一种新的催化剂,我们想出了一个更好的氧化底物,使用更少的高贵的元素,“李说。“这些混合催化剂显示性能优越的氧和氢(分裂)。”

纳米级分析

他们的工作依靠计算和建模的研究伙伴,韩国能源研究所和x射线测量从庆北国立大学和俄勒冈州立大学,杠杆的同步加速器,football-field-sized超级x射线。

“使用x射线,我们可以监控结构变化的催化剂在水分解过程中,纳米尺度下,“李解释说。“我们可以调查他们的氧化态或原子操作条件下配置。”

Jinho公园,研究科学家得到保留和主要研究者的研究表示,这项研究可以帮助降低设备成本的屏障中使用绿色制氢。2020欧洲杯下注官网除了开发混合催化剂,研究人员整合的能力控制催化剂的形状以及金属之间的相互作用。主要重点是减少系统中使用的催化剂,同时,增加其耐久性催化剂以来占主要部分的设备成本。2020欧洲杯下注官网

“我们想要使用该催化剂很长一段时间没有降低它的性能,”他说。“我们的研究不仅是集中在如何让新的催化剂,但也理解其背后的反应机制。我们相信,我们的努力将帮助支持基本的认识的水分解反应的催化剂和在这个领域将为其他研究人员提供重要的见解,“派克说。

催化剂形状很重要

一个关键的发现,据公园,是催化剂的形状生产氢的作用。“催化剂的表面结构是非常重要的,以确定是否对制氢的优化。这就是为什么我们试图控制形状的催化剂以及金属和衬底材料之间的相互作用,”他说。

公园说的一些关键应用程序将首先获益包括燃料电池电动汽车氢气站,今天只有在加州,和微型电网,新社区的方法来设计和操作依赖renewable-driven备用电源的电网。

虽然研究起步XYZ,团队目前正在与合作伙伴合作,探索新材料使用人工智能(AI)高效制氢。欧洲杯足球竞彩

来源:https://www.gatech.edu/

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