Các nhà nghiên cứu ở Hàn Quốc đã phát triển một công nghệ giúp giảm đáng kể lượng kim loại quý được sử dụng trong các thiết bị điện phân nước, nhằm hạ giá thành sản xuất hydro.
Bằng cách giảm lượng bạch kim và iridi được sử dụng trong các thiết bị điện phân nước, các nhà khoa học tin rằng họ có thể vượt qua một trong những rào cản lớn nhất đối với việc sản xuất hydro xanh.
Hydro là một nguồn nhiên liệu carbon không có khả năng linh hoạt, có thể lưu trữ được, được ca ngợi là một trong những giải pháp giúp các quốc gia đạt được mục tiêu không có carbon ròng. Nó chỉ tạo ra nhiệt và nước dưới dạng sản phẩm phụ khi bị đốt cháy hoặc sử dụng trong pin nhiên liệu, khiến nó trở thành một giải pháp thay thế rất hấp dẫn cho nhiên liệu hóa thạch trong công nghiệp, điện, vận chuyển và vận chuyển.
Tuy nhiên, do chi phí sản xuất cao của các thiết bị điện phân nước cần thiết để sản xuất nó, hydro xanh được coi là quá đắt để có thể đầu tư vào.
Một nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc (KIST) có thể đã tìm ra giải pháp cho vấn đề này.
Các nhà nghiên cứu thông báo rằng họ đã phát triển một công nghệ có thể giảm đáng kể lượng bạch kim và iridi, những kim loại quý được sử dụng trong lớp bảo vệ điện cực của các thiết bị điện phân nước bằng màng điện phân polyme, đồng thời đảm bảo hiệu suất và độ bền ngang bằng với các thiết bị hiện có.
Không giống như các nghiên cứu trước đây tập trung vào việc giảm lượng chất xúc tác iridi trong khi vẫn duy trì cấu trúc dựa vào các kim loại quý làm lớp bảo vệ điện cực, các nhà nghiên cứu đã thay thế các kim loại này bằng sắt nitrit rẻ tiền.
Tiến sĩ cho biết: “Việc giảm lượng chất xúc tác iridi và phát triển các vật liệu thay thế cho lớp bảo vệ bạch kim là điều cần thiết để sử dụng rộng rãi và kinh tế các thiết bị sản xuất hydro xanh màng điện phân polyme và việc sử dụng sắt nitride rẻ tiền thay vì bạch kim có ý nghĩa rất lớn”. .Hyun S. Park của KIST.
Thiết bị điện phân nước màng điện phân polymer là thiết bị tạo ra hydro và oxy có độ tinh khiết cao bằng cách phân hủy nước sử dụng điện do năng lượng tái tạo cung cấp.
Trong một thiết bị điện phân điển hình, có hai điện cực tạo ra hydro và oxy. Loại thứ hai thường được phủ bằng vàng hoặc bạch kim, với lớp thứ hai là chất xúc tác iridi để chống ăn mòn. Nhu cầu sử dụng các kim loại quý này là một trở ngại lớn đối với việc mở rộng sản xuất hydro.
Để cải thiện tính kinh tế của quá trình điện phân nước, nhóm nghiên cứu đã thay thế các kim loại hiếm bằng sắt nitrit (Fe2N) rẻ tiền. Đầu tiên, họ phủ điện cực bằng oxit sắt và sau đó chuyển đổi oxit sắt thành sắt nitrit để tăng độ dẫn điện.
Thí nghiệm đã tạo ra một điện cực có hiệu suất và độ bền sản xuất hydro cao.
Park cho biết: “Sau khi quan sát thêm về hiệu suất và độ bền của điện cực, chúng tôi sẽ áp dụng nó cho các thiết bị thương mại trong tương lai gần.
Phát hiện của các nhà nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Xúc tác ứng dụng.
Tại Vương quốc Anh, chính phủ đang tư vấn về các kế hoạch mới nhằm bắt buộc tất cả các nồi hơi mới có thể tạo ra nhiệt từ hydro thay vì khí đốt từ năm 2026, như một phần của loạt sáng kiến nhằm giúp các hộ gia đình tiết kiệm hóa đơn năng lượng.
Quyết định này đi ngược lại một đánh giá gần đây của hơn hai chục nghiên cứu độc lập, kết luận rằng hydro sẽ không có vai trò chính trong tương lai của các ngôi nhà sưởi ấm trên khắp nước Anh.
