تولید هیدروژن سبز با کاتالیزور ارزان‌قیمت روتنیم
محققان روسی با توسعه کاتالیزوری مبتنی بر روتنیم، گام بزرگی در تسهیل تولید هیدروژن سبز از آب برداشته‌اند. این نوآوری که می‌تواند هزینه تولید را به شدت کاهش دهد، آینده انرژی پاک را متحول خواهد کرد.
پژوهشگران دانشگاه فدرال جنوبی روسیه موفق به توسعه یک کاتالیزور جدید شده‌اند که می‌تواند فرآیند تجزیه آب و تولید هیدروژن را با بازدهی بالاتر و هزینه‌ای به مراتب کمتر ممکن سازد. این دستاورد علمی می‌تواند شتاب قابل توجهی به توسعه «هیدروژن سبز» به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار ببخشد.
به گزارش ایتنا، «میخائیل سولداتوف»، دانشیار مؤسسه تحقیقات بین‌المللی مواد هوشمند این دانشگاه، در توضیح این نوآوری اعلام کرد: کاتالیزورهای متداول کنونی که برای تسهیل آزادسازی اکسیژن از آب استفاده می‌شوند، عمدتاً به عنصر نادر و بسیار گران‌قیمت «ایریدیوم» متکی هستند.
در این فناوری جدید، بخشی از این سیستم با عنصر «روتنیم» جایگزین شده است که بین پنج تا ده برابر در پوسته زمین فراوان‌تر است. همچنین برای بهبود عملکرد، مقادیر اندکی از فلزات کمیاب خاکی نیز به این ترکیب افزوده شده است.
ایده محوری این پژوهش، تنظیم دقیق «نیروی چسبندگی» بین اتم‌های روتنیم و اکسیژن است؛ به گونه‌ای که محصولات واکنش برای مدت زمان بهینه‌ای در دام افتاده، بدون آنکه مانعی در ادامه فرآیند ایجاد کنند.
این تیم تحقیقاتی با دستیابی به این تعادل شیمیایی دقیق، موفق به رسیدن به شرایط ایده‌آلی شده که سولداتوف از آن به عنوان «نقطه شیرین» یاد می‌کند؛ نقطه‌ای که آزادسازی اکسیژن را هم آسان‌تر و هم پایدارتر می‌سازد.
بر اساس یافته‌ها، این ماده جدید مصرف انرژی در واحدهای الکترولیز آب را کاهش می‌دهد، از خوردگی و گرمای بیش از حد اجزا جلوگیری می‌کند و ولتاژ اضافی مورد نیاز برای آزادسازی اکسیژن را تا «چند ده میلی‌ولت» کاهش می‌دهد. این تیم ولتاژ اضافی ثبت‌شده را ۲۱۴ میلی‌ولت (دویست و چهارده میلی‌ولت) اعلام کرده‌اند که عملکرد بهتری را در مقایسه با بسیاری از کاتالیزورهای مبتنی بر اکسید روتنیم نشان می‌دهد.
به باور کارشناسان، در صورت تأیید ایمنی و کارایی این ماده در آزمایش‌های بعدی و در مقیاس صنعتی، این فناوری می‌تواند راه را برای کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن هموار کرده و استفاده از آن را به عنوان یک منبع انرژی پاک و رقابتی، به واقعیتی اجرایی تبدیل کند.
پژوهشگران دانشگاه فدرال جنوبی روسیه موفق به توسعه یک کاتالیزور جدید شده‌اند که می‌تواند فرآیند تجزیه آب و تولید هیدروژن را با بازدهی بالاتر و هزینه‌ای به مراتب کمتر ممکن سازد. این دستاورد علمی می‌تواند شتاب قابل توجهی به توسعه «هیدروژن سبز» به عنوان یک منبع انرژی پاک و پایدار ببخشد.
به گزارش ایتنا، «میخائیل سولداتوف»، دانشیار مؤسسه تحقیقات بین‌المللی مواد هوشمند این دانشگاه، در توضیح این نوآوری اعلام کرد: کاتالیزورهای متداول کنونی که برای تسهیل آزادسازی اکسیژن از آب استفاده می‌شوند، عمدتاً به عنصر نادر و بسیار گران‌قیمت «ایریدیوم» متکی هستند.
در این فناوری جدید، بخشی از این سیستم با عنصر «روتنیم» جایگزین شده است که بین پنج تا ده برابر در پوسته زمین فراوان‌تر است. همچنین برای بهبود عملکرد، مقادیر اندکی از فلزات کمیاب خاکی نیز به این ترکیب افزوده شده است.
ایده محوری این پژوهش، تنظیم دقیق «نیروی چسبندگی» بین اتم‌های روتنیم و اکسیژن است؛ به گونه‌ای که محصولات واکنش برای مدت زمان بهینه‌ای در دام افتاده، بدون آنکه مانعی در ادامه فرآیند ایجاد کنند.
این تیم تحقیقاتی با دستیابی به این تعادل شیمیایی دقیق، موفق به رسیدن به شرایط ایده‌آلی شده که سولداتوف از آن به عنوان «نقطه شیرین» یاد می‌کند؛ نقطه‌ای که آزادسازی اکسیژن را هم آسان‌تر و هم پایدارتر می‌سازد.
بر اساس یافته‌ها، این ماده جدید مصرف انرژی در واحدهای الکترولیز آب را کاهش می‌دهد، از خوردگی و گرمای بیش از حد اجزا جلوگیری می‌کند و ولتاژ اضافی مورد نیاز برای آزادسازی اکسیژن را تا «چند ده میلی‌ولت» کاهش می‌دهد. این تیم ولتاژ اضافی ثبت‌شده را ۲۱۴ میلی‌ولت (دویست و چهارده میلی‌ولت) اعلام کرده‌اند که عملکرد بهتری را در مقایسه با بسیاری از کاتالیزورهای مبتنی بر اکسید روتنیم نشان می‌دهد.
به باور کارشناسان، در صورت تأیید ایمنی و کارایی این ماده در آزمایش‌های بعدی و در مقیاس صنعتی، این فناوری می‌تواند راه را برای کاهش هزینه‌های تولید هیدروژن هموار کرده و استفاده از آن را به عنوان یک منبع انرژی پاک و رقابتی، به واقعیتی اجرایی تبدیل کند.
*
