Egy lépéssel közelebb az olcsó hidrogén

2019-03-11 11:57:37 | Módosítva: 2019-03-11 12:08:29

A fosszilis energiahordozók egyik, ritkábban szóba kerülő fenntartható alternatívája a környezetben, konkrétan a vízben hatalmas tömegben rendelkezésre álló hidrogén. A kutatók mintegy kétszáz éve törik a fejüket, hogyan lehetne a hidrogént az energiatermelés szolgálatába állítani.


A hidrogént környezetbarát módon a 19. század óta ismert eljárással, a vízbontással állíthatjuk elő. A természet azonban nem engedi olyan könnyen kinyerni a hidrogént a vízből, ehhez jelentős energiára van szükség, ami persze gazdaságtalanná teszi ezt a reakciót. Ilyen esetekben jöhetnek jól a kémiai folyamatokat segítő katalizátorok, amelyek jelentősen csökkenthetik az ilyenkor befektetni szükséges energiát.

A víz elektrokémiai bontásának mindmáig legjobb katalizátora, a platina, túl drága az ipari léptékű alkalmazásokhoz. A költségek csökkentésére két stratégiát is aktívan vizsgálnak a kutatók. Egyrészt olyan alternatív anyagokat keresnek, amelyek hasonlóan hatékony katalizátorok, de jóval olcsóbbak, másrészt csökkenteni próbálják a katalizátorszemcsék méretét, így a felhasznált anyag mennyiségét. A méretcsökkentés azért hatékony, mert a katalizátorszemcséknek csak a felülete aktív, így a méretük csökkentésével a passzív térfogat aránya nagyságrendekkel csökkenthető az aktív felületek javára.


MTA Energiatudományi Kutatóközpontban

Tapasztó Levente és munkatársai, a 2D anyagok kutatására fókuszáló Lendület és ERC kutatócsoport most ezen a területen ért el áttörést, méghozzá úgy, hogy a két megközelítést ötvözték. Platina helyett a jóval olcsóbb molibdén-diszulfidot és annak is az atomi vékony, úgynevezett kétdimenziós (2D) változatát alkalmazták. A molibdén-diszulfid már régóta a platina egyik lehetséges alternatívájának számít a hidrogénfejlesztés katalizálására, azonban eddig nem sikerült a platinát megközelítő aktivitást elérni ezzel az anyaggal. Ennek elsődleges oka, hogy a MoS2 kristályok esetében nem a teljes felületük, csak az élek aktívak. A magyar kutatók atomi szinten voltak képesek módosítani a MoS2 kristályok felületét, így aktiválva azt. Ehhez a MoS2 kristály kénatomjai közül néhányat oxigénatomra cseréltek ki egy speciális oxidációs reakció segítségével. E sajátos sav-bázis párok segítségével kiválthatók a hidrogénezési eljárásban katalizátorként használt mérgező nemesfémek. A magyar kutatók felfedezése nyomán olcsóbb és tisztább hidrogén előállítási eljárás születhet.


Forrás: MTA
Fotók: Tapasztó Levente

További érdekes cikkeinkről se maradsz le, ha követed az Ezermester Facebook oldalát, vagy előfizetsz a nyomtatott lapra, ahol folyamatosan újdonságokkal jelentkezünk!


Szólj hozzá a cikkhez!

Be kell jelentkezned, hogy hozzászólhass a cikkekhez!
Ezermester, Facebook, vagy Google fiókkal is bejelentkezhetsz.

Környezetbarát építőanyagok

Mitől „zöld” egy építőanyag? Természetes anyagú, hosszú az életciklusa, kis energiabefektetés szükséges az előállításához, nem veszélyes a környezetre. Sok ilyen anyag áll rendelkezésünkre, lássuk...


Okos „smart” napelemes rendszerek

Egy napelemes rendszer környezetbarát, gazdaságos, függetlenséget ad. Számos előnye mellett azonban vannak gyenge pontjai is. Ezek közül az egyik legfontosabbat küszöbölik ki az „okos” vagy...