Catalizator ieftin pentru hidrogen din apă de mare
Cercetătorii au dezvoltat un nou catalizator care ar putea permite producerea hidrogenului direct din apă de mare, cu un consum mai redus de energie și o rezistență mai bună la coroziune. Studiul, publicat în jurnalul Chemical Communications, descrie un sistem format din hidroxid de nichel, oxid de ceriu și fosfat, materiale abundente în natură și relativ ieftine de obținut.
Electroliza apei este una dintre cele mai promițătoare metode de producere a hidrogenului curat: curentul electric separă apa în hidrogen și oxigen. De obicei, procesul folosește apă pură, tratată, care este scumpă și, în multe regiuni, insuficientă. Apa de mare este abundentă, dar conține cantități mari de ioni de clor, care corodează catalizatorii metalici și intră în competiție cu reacția dorită de degajare a oxigenului.
„În loc să producă oxigen curat, reacția poate genera clor toxic și subproduse asociate”, a explicat Tanveer Ul Haq, profesor asistent de chimie la Universitatea din Sharjah și coautor al studiului. „Provocarea nu este doar dacă putem descompune apa de mare, ci dacă o putem face selectiv și durabil, fără ca sarea să distrugă catalizatorul sau să deturneze reacția.”
Potrivit studiului, noul sistem necesită mai puțină energie, este mai selectiv pentru reacția dorită și se corodează mult mai puțin decât variantele lipsite de oxid de ceriu sau fosfat. Într-un test de stres, catalizatorul a funcționat continuu la o capacitate ridicată timp de aproximativ 80 de ore în apă de mare simulată, fără să se degradeze sau să piardă din performanță.
Materialul formează nanostructuri piramidale dense, care îi oferă o suprafață activă mult mai mare decât hidroxidul de nichel simplu, adică mai multe locuri unde poate avea loc reacția. Autorii subliniază însă că durata de 80 de ore este sub cerințele unei instalații comerciale, deși rezultatul confirmă că strategia de rezistență la coroziune funcționează în condiții saline reale.
Un alt avantaj este că metoda nu depinde de combustibili fosili, ci de electricitate din surse regenerabile. Mulți catalizatori performanți folosesc în prezent metale rare și scumpe, precum platina sau iridiul, în timp ce combinația propusă este considerată mai realistă pentru producția industrială. Dacă astfel de catalizatori pot funcționa cu apă de mare netratată, producția de hidrogen verde ar scăpa de costurile și infrastructura necesare pentru desalinizare, un beneficiu important pentru instalațiile industriale de coastă, statele insulare și regiunile cu apă dulce limitată.
