Ett team frånTekniska universitetet i Berlin (TU Berlin),HZB,IMTEK (University of Freiburg), ochSiemens energihar utvecklat en mycket effektivAnion Exchange Membrane (AEM)elektrolysör, vars prestanda är jämförbar med befintligaProton Exchange Membrane (PEM)elektrolysörer. Vad som gör denna prestation anmärkningsvärd är användningen av billiganickelföreningarsom anodkatalysator, som ersätter de dyra och sällsyntairidiumtraditionellt används i PEM-elektrolysatorer.
PåBESSY II, kunde laget genomföraoperandmätningarför att grundligt belysa de katalytiska processerna. Ett teoretiskt team frånLUSochSingaporegav konsekventa molekylära beskrivningar. IFreiburg, testades en prototypcell med användning av en ny beläggningsprocess.
Forskningsresultaten har publicerats i den prestigefyllda tidskriftenNaturkatalys.
Vätgas kommer att spela en betydande roll i framtida energisystem, och kommer att fungera som energilagringsmedium, bränsle och en värdefull råvara för den kemiska industrin. När den genereras frånsol-ellervindenergiväte kan produceras genomvattenelektrolysmed minimal klimatpåverkan. För närvarande är uppskalningen avgrön väteekonomidomineras av två system:Proton Exchange Membrane (PEM) elektrolysoch klassisktflytande alkalisk elektrolys (ALK). DeAEM elektrolysörkombinerar fördelarna med båda systemen, som att inte kräva sällsynta ädelmetaller somiridium.
Det gemensamma forskarteamet har nu introducerat sin förstaAEM elektrolysör, med väteproduktionseffektivitet nästan lika hög som den förPEM elektrolysörer. Istället för att användairidium, de har anställtnickelochjärn,kobolt, ellermanganhydroxideroch utvecklade en metod för att direkt belägga dem påanjonbytarmembran.
Under elektrolysprocessen kunde teamet genomföraoperandmätningarvidBESSY II synkrotronstrålningskällapåLiXEdromiBerlin. Teoretiska team frånSingaporeoch denLUShjälpte till att förklara experimentdata.
ProfessorPeter StrasserfrånBerlins tekniska universitetförklarade,
"Detta gjorde det möjligt för oss att belysa de relevanta katalytiska processerna på det katalysatorbelagda membranet, särskilt fasövergången från det katalytiskt inaktivaa-fastill högaktivaa-fasoch olika rollerO-liganderochNi4 centrerari katalys."
"Det är dettagammafassom gör vår katalysator konkurrenskraftig med dagens toppmodernairidiumbaserade katalysatorer. Vårt arbete visar viktiga katalytiska likheter mediridiummen avslöjar också några överraskande molekylära skillnader.”
"Därför förbättrar den här forskningen avsevärt vår förståelse av de grundläggande katalytiska mekanismerna för nyanickelbaserade elektrodmaterial. Dessutom den nyutvecklademembranelektrodbeläggningsmetodvisar utmärkt skalbarhet. Den första fullt fungerande laboratorieenheten har redan testats klTACK. Detta arbete lägger grunden för ytterligare industriell utvärdering och visar detAEM vattenelektrolysatorerkan också vara mycket effektiv.”
