Uma equipe doUniversidade Técnica de Berlim (TU Berlin),HzB,IMTEK (Universidade de Freiburg), eSiemens Energiadesenvolveu um sistema altamente eficienteMembrana de troca aniônica (AEM)eletrolisador, cujo desempenho é comparável ao dos existentesMembrana de troca de prótons (PEM)eletrolisadores. O que torna esta conquista notável é o uso de métodos baratoscompostos de níquelcomo catalisador de ânodo, substituindo o caro e raroirídiotradicionalmente usado em eletrolisadores PEM.
NoBESSY II, a equipe conseguiu conduziroperando measurementspara elucidar completamente os processos catalíticos. Uma equipe teórica daPIOLHOeCingapuraforneceu descrições moleculares consistentes. EmFriburgo, um protótipo de célula foi testado usando um novo processo de revestimento.
Os resultados da pesquisa foram publicados na prestigiosa revistaCatálise da Natureza.
O hidrogênio desempenhará um papel significativo nos futuros sistemas de energia, servindo como um meio de armazenamento de energia, combustível e uma valiosa matéria-prima para a indústria química. Quando gerado a partir desolarouenergia eólica, o hidrogênio pode ser produzido através deeletrólise da águacom impacto climático mínimo. Atualmente, a ampliação daeconomia de hidrogênio verdeé dominado por dois sistemas:Eletrólise de membrana de troca de prótons (PEM)e clássicoeletrólise alcalina líquida (ALK). OEletrolisador AEMcombina as vantagens de ambos os sistemas, como não necessitar de metais preciosos raros comoirídio.
A equipe de pesquisa conjunta apresentou agora seu primeiroEletrolisador AEM, com uma eficiência de produção de hidrogênio quase tão alta quanto a deEletrolisadores PEM. Em vez de usarirídio, eles empregaramníqueleferro,cobalto, ouhidróxidos de manganêse desenvolveu um método para revesti-los diretamente sobre omembrana de troca aniônica.
Durante o processo de eletrólise, a equipe conseguiu conduziroperando measurementsnoFonte de radiação síncrotron BESSY IInoLiXEdromemBerlim. Equipes teóricas deCingapurae oPIOLHOajudou a explicar os dados experimentais.
ProfessorPedro StrasserdoUniversidade Técnica de Berlimexplicado,
“Isso nos permitiu elucidar os processos catalíticos relevantes na membrana revestida de catalisador, particularmente a transição de fase do catalisador inativofase αpara o altamente ativofase αe o papel de váriosO-liganteseCentros de Ni4em catálise.”
“É issofase gamaque torna nosso catalisador competitivo com o estado da arte atualcatalisadores à base de irídio. Nosso trabalho mostra semelhanças catalíticas importantes comirídiomas também revela algumas diferenças moleculares surpreendentes”.
“Portanto, esta pesquisa melhora significativamente nossa compreensão dos mecanismos catalíticos fundamentais de novosmateriais de eletrodos à base de níquel. Além disso, o recém-desenvolvidométodo de revestimento de eletrodo de membranamostra excelente escalabilidade. A primeira unidade de laboratório totalmente funcional já foi testada emOBRIGADO. Este trabalho estabelece as bases para futuras avaliações industriais e demonstra queEletrolisadores de água AEMtambém pode ser altamente eficiente”.
