Technologie pro výrobu vodíku prostřednictvím elektrolýzy vody

Vodík je čistý zdroj energie. Elektrolýza vody pomocí elektrody z galvanizované slitiny železa a niklu byla demonstrativně zahájena jako technicky proveditelný způsob výroby vodíku. galvanicky pokovená slitina železitého niklu se používá jako elektroda při elektrolýze vody. Předpokládá se použití této metody pro hromadnou výrobu čistého paliva, konkrétně vodíku, vzhledem k její nízké ceně a vysoké účinnosti. Tato technologie využívá cenově dostupný porézní kovový materiál, který nepotřebuje povlak z drahých kovů. To umožňuje bublinám kyslíku generovaným elektrolytickou vodou rychle unikat, čímž se zvyšuje efektivita výroby.

Uvádí se, že elektroda ze slitiny železa a niklu je elektrodou s nejvyšší účinností produkce kyslíku v alkalickém elektrolytu. Proces využívá nikl a železo jako suroviny, které jsou levné a snadno se vyrábějí. To je v kontrastu s jinými technologiemi elektrolýzy vody, které vyžadují vzácné vzácné kovy jako katalyzátory a materiály elektrod. Elektroda má bohatou strukturu pórů a vysoký specifický povrch a její katalytická aktivita OER předčí aktivitu mnoha dříve uváděných katalyzátorů na bázi niklu. vlastní katalytická aktivita porézních elektrod ze slitiny železa a niklu je ovlivněna jejich obsahem Fe. Tato aktivita je nejvyšší, když molární frakce Fe dosáhne 15 %.Ni0.85Fe0.15-180-3 vykazuje vysokou stabilitu v podmínkách průmyslové elektrolýzy vody a její výkon po 250 hodinách provozu ukazuje žádná výrazná degradace.
Během elektrolýzy elektrický proud rozkládá vodu na vodík a kyslík. Nízká účinnost, vysoké náklady na výrobu elektrodového kyslíku a spotřeba velkého množství elektřiny jsou jedním z hlavních technických problémů elektrolýzy vody k dosažení průmyslové výroby.

Slitina železa a niklu obsahuje četné mikropóry, každý o průměru přibližně 200 mikronů, což je zhruba dvojnásobek průměru lidského vlasu. V ultratenkém niklu je také mnoho mikropórů, každý o průměru asi 50 nanometrů. slitinový povlak. Elektroda má velký povrch díky mikropórům v povlaku i uvnitř. To usnadňuje uvolňování a únik kyslíku generovaného během elektrolýzy. Nedostatečný únik bublin kyslíku je často příčinou sníženého používání elektrod.
Spalováním vodíku vzniká pouze voda, což z ní činí čistý a účinný zdroj energie. Pokud bude možné jej vyrábět ve velkém a za nízké náklady, mohlo by to pomoci uspokojit rostoucí světovou poptávku po energii, snížit znečištění a omezit globální oteplování.
Použití vysoce aktivních a stabilních elektrod z niklové slitiny je slibné v alkalické elektrolýze vody. Úspěšná příprava vícestupňových elektrod s porézní strukturou vytvořených za silného vývoje plynu také poskytuje nové nápady pro optimalizaci struktury jiných elektrod pro vývoj plynu.