Zespół badawczy z Uniwersytetu Adelaide pracuje nad poprawą wydajności katalizatorów na bazie irydu, co może przyczynić się do wzrostu popularności zielonego wodoru. Obecnie komercyjne katalizatory tlenkowe na jego bazie mają problem z jednoczesnym osiągnięciem wysokiej aktywności i stabilności w procesie elektrolizy wody w membranie wymiany protonów (PEMWE).
Kierunek: zielony wodór
Badacze odkryli, że mechanizm wspomagany przez siatkę wodną — sposób organizowania cząsteczek wody w konkretny wzór — zwiększa wydajność katalizatora tlenkowego na bazie irydu o 5–12%, co przekłada się na wyższą wydajność energetyczną przy jednoczesnym zużyciu mniejszej ilości energii.
Elektroliza wody za pomocą PEMWE jest obiecującą metodą produkcji zielonego wodoru. Jednakże tylko katalizatory elektrochemiczne na bazie irydu mogą być do niej używane, ponieważ ten pierwiastek jest odporny na surowe warunki kwasowe występujące podczas reakcji.
Cenny, ale rzadki
Iryd jest jednym z najrzadszych pierwiastków na Ziemi, a jednocześnie kluczowym składnikiem do produkcji zielonego wodoru. Najwięcej wśród krajów produkuje go RPA, a jest on zazwyczaj pozyskiwany jako produkt uboczny rafinacji niklu.
Z uwagi na ograniczoną ilość irydu na świecie, istotne jest zminimalizowanie jego zużycia w tego typu katalizatorach. Badania nad mechanizmem wymiany tlenu wspomaganym przez siatkę wodną pokazują możliwość zwiększenia wydajności i stabilności elektrolizera wody z membraną wymiany protonów, co może skutkować zredukowaniem ilości zużywanego irydu oraz efektywnym obniżeniem kosztów produkcji zielonego wodoru.
Przyszłość to zielony wodór
Dalsze badania koncentrują się na skalowaniu nowej syntezy, a ich wyniki zostały opublikowane w czasopiśmie Science Advances. Naukowcy są przekonani, że tańszy zielony wodór pozwoli jak najszybciej zbudować społeczeństwo neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla i skutecznie zmniejszyć problemy związane ze zmianami klimatu.
Dalszy rozwój technologii związanych z produkcją zielonego wodoru ma kluczowe znaczenie dla przyszłości czystej energii. Wydajniejsze katalizatory to krok w kierunku dostępnej dla wszystkich energii odnawialnej.
