เปิดตัว เออีเอ็ม เครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ นวัตกรรมใหม่พร้อมตัวเร่งปฏิกิริยาปลอดอิริเดียมต้นทุนต่ำ

ทีมจากมหาวิทยาลัยเทคนิคเบอร์ลิน (มธ. เบอร์ลิน)-เฮิร์ซบี-ไอเอ็มเทค (มหาวิทยาลัยไฟรบวร์ก), และบริษัท ซีเมนส์ เอนเนอร์ยีได้พัฒนาระบบให้มีประสิทธิภาพสูงเมมเบรนแลกเปลี่ยนประจุลบ (เออีเอ็ม)อิเล็กโทรไลเซอร์ซึ่งประสิทธิภาพการทำงานเทียบเคียงได้กับที่มีอยู่เมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (พีอีเอ็ม)อิเล็กโทรไลเซอร์สิ่งที่ทำให้ความสำเร็จนี้โดดเด่นคือการใช้วัสดุราคาไม่แพงสารประกอบนิกเกิลเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาขั้วบวก ทดแทนของที่มีราคาแพงและหายากอิริเดียมใช้ในเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ พีอีเอ็ม โดยทั่วไป

ที่เบสซี่ 2ทีมงานก็สามารถดำเนินการได้การวัดตัวถูกดำเนินการเพื่ออธิบายกระบวนการเร่งปฏิกิริยาอย่างละเอียด ทีมทฤษฎีจากเหาและสิงคโปร์ให้คำอธิบายโมเลกุลที่สอดคล้องกันในไฟรบวร์กเซลล์ต้นแบบได้รับการทดสอบโดยใช้กระบวนการเคลือบแบบใหม่

ผลงานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารอันทรงเกียรติการเร่งปฏิกิริยาธรรมชาติ-

ไฮโดรเจนจะมีบทบาทสำคัญในระบบพลังงานในอนาคต โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการกักเก็บพลังงาน เชื้อเพลิง และวัตถุดิบที่มีค่าสำหรับอุตสาหกรรมเคมี เมื่อผลิตได้จากพลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลมไฮโดรเจนสามารถผลิตได้โดยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าโดยมีผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศน้อยที่สุด ปัจจุบัน การขยายขนาดของเศรษฐกิจไฮโดรเจนสีเขียวถูกครอบงำโดยสองระบบ:การแยกด้วยไฟฟ้าด้วยเมมเบรนแลกเปลี่ยนโปรตอน (พีอีเอ็ม)และคลาสสิกการแยกด้วยไฟฟ้าแบบด่างเหลว (อัลค์). การเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ เออีเอ็มผสมผสานข้อดีของทั้ง 2 ระบบเข้าด้วยกัน เช่น ไม่ต้องใช้โลหะมีค่าหายาก เช่นอิริเดียม-

ทีมวิจัยร่วมได้เปิดตัวครั้งแรกแล้วเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ เออีเอ็มโดยมีประสิทธิภาพการผลิตไฮโดรเจนเกือบสูงเท่ากับเครื่องอิเล็กโทรไลเซอร์ พีอีเอ็ม. แทนการใช้อิริเดียม, พวกเขาได้จ้างงานนิกเกิลและเหล็ก-โคบอลต์, หรือแมงกานีสไฮดรอกไซด์และพัฒนาวิธีการเคลือบโดยตรงลงบนเยื่อแลกเปลี่ยนไอออน-

ในระหว่างกระบวนการอิเล็กโทรไลซิส ทีมงานสามารถดำเนินการได้การวัดตัวถูกดำเนินการอยู่ที่แหล่งกำเนิดรังสีซินโครตรอน เบสซี่ ครั้งที่สองที่ลิซเอโดรมในเบอร์ลิน. ทีมทฤษฎีจากสิงคโปร์และเหาช่วยอธิบายข้อมูลการทดลอง

ศาสตราจารย์ปีเตอร์ สตราสเซอร์จากมหาวิทยาลัยเทคนิคเบอร์ลินอธิบาย,
“สิ่งนี้ทำให้เราสามารถอธิบายกระบวนการเร่งปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องบนเมมเบรนที่เคลือบตัวเร่งปฏิกิริยาได้ โดยเฉพาะการเปลี่ยนเฟสจากเมมเบรนที่ไม่ทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเฟสอัลฟาสู่กิจกรรมที่คึกคักมากเฟสอัลฟาและบทบาทต่างๆโอลิแกนด์และศูนย์ นิ4ในการเร่งปฏิกิริยา”

“มันคือสิ่งนี้เฟสแกมมาซึ่งทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาของเราสามารถแข่งขันกับเทคโนโลยีที่ทันสมัยในปัจจุบันได้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้อิริเดียมเป็นฐานงานของเราแสดงให้เห็นความคล้ายคลึงกันที่สำคัญของตัวเร่งปฏิกิริยากับอิริเดียมแต่ยังเผยให้เห็นความแตกต่างทางโมเลกุลที่น่าประหลาดใจบางประการอีกด้วย

“ดังนั้น การวิจัยนี้ช่วยเพิ่มความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกลไกเร่งปฏิกิริยาพื้นฐานของสารใหม่ได้อย่างมากวัสดุอิเล็กโทรดที่ทำจากนิกเกิลนอกจากนี้ ยังมีการพัฒนาใหม่วิธีการเคลือบอิเล็กโทรดเมมเบรนแสดงให้เห็นถึงความสามารถในการปรับขนาดที่ยอดเยี่ยม หน่วยห้องปฏิบัติการที่มีฟังก์ชันครบถ้วนชุดแรกได้รับการทดสอบแล้วที่ขอบคุณงานนี้วางรากฐานสำหรับการประเมินอุตสาหกรรมเพิ่มเติมและแสดงให้เห็นว่าเครื่องวิเคราะห์น้ำอิเล็กโทรไลเซอร์ เออีเอ็มยังสามารถมีประสิทธิภาพสูงได้อีกด้วย”