Technologie voor de productie van waterstof door middel van de elektrolyse van water

Waterstof is een schone energiebron. De elektrolyse van water met behulp van een elektrode gemaakt van een gegalvaniseerde ijzer-nikkellegering is door demonen gestart als een technisch haalbare manier om waterstof te genereren. gegalvaniseerde ijzer-nikkellegering wordt gebruikt als elektrode bij de elektrolyse van water. De methode zal naar verwachting worden gebruikt voor de massaproductie van schone brandstof, met name waterstof, vanwege de lage kosten en hoge efficiëntie. Deze technologie maakt gebruik van een betaalbaar poreus metaalmateriaal dat heeft geen edelmetaalcoating nodig. Hierdoor kunnen de zuurstofbellen die door elektrolytisch water worden gegenereerd snel ontsnappen, waardoor de productie-efficiëntie wordt verbeterd.

Er is gemeld dat de elektrode van een ijzer-nikkellegering de elektrode is met de hoogste zuurstofproductie-efficiëntie in de alkalische elektrolyt. Bij het proces worden nikkel en ijzer als grondstoffen gebruikt, die goedkoop en gemakkelijk te vervaardigen zijn. Dit staat in contrast met andere waterelektrolysetechnologieën die kostbare, zeldzame metalen vereisen als katalysatoren en elektrodematerialen. De elektrode heeft een rijke poriënstructuur en een hoog specifiek oppervlak, en de OER-katalytische activiteit overtreft die van veel eerder gerapporteerde op nikkel gebaseerde katalysatoren. de intrinsieke katalytische activiteit van poreuze elektroden van ijzer-nikkellegeringen wordt beïnvloed door hun Fe-gehalte. Deze activiteit is het hoogst wanneer de Fe-molfractie 15% bereikt. Ni0.85Fe0.15-180-3 vertoont een hoge stabiliteit onder industriële waterelektrolyseomstandigheden, en de prestaties na 250 bedrijfsuren zijn zichtbaar geen noemenswaardige degradatie.
Tijdens elektrolyse ontleedt elektrische stroom water in waterstof en zuurstof. Het lage rendement, de hoge kosten van de productie van elektrodezuurstof en het verbruik van veel elektriciteit zijn een van de belangrijkste technische problemen bij de elektrolyse van water om industriële productie te bereiken.

De ijzer-nikkellegering bevat talloze microporiën, elk met een diameter van ongeveer 200 micron, wat ruwweg tweemaal de diameter is van een mensenhaar. Er zijn ook talrijke microporiën, elk ongeveer 50 nanometer in diameter, in het ultradunne nikkel-ijzer. legeringscoating. De elektrode heeft een groot oppervlak dankzij microporiën in zowel de coating als de binnenkant. Dit vergemakkelijkt het vrijkomen en ontsnappen van zuurstof die tijdens de elektrolyse wordt gegenereerd. Onvoldoende ontsnapping van zuurstofbellen is vaak de oorzaak van een verminderd gebruik van de elektroden.
Bij de verbranding van waterstof ontstaat alleen water, waardoor het een schone en efficiënte energiebron is. Als het op grote schaal en tegen lage kosten kan worden geproduceerd, kan het helpen tegemoet te komen aan de groeiende vraag naar energie in de wereld, de vervuiling terug te dringen en de opwarming van de aarde tegen te gaan.
Het gebruik van nikkellegeringselektroden met hoge activiteit en stabiliteit is veelbelovend bij elektrolyse van alkalisch water. De succesvolle bereiding van meertrapselektroden met poreuze structuur, gevormd onder sterke gasontwikkeling, levert ook nieuwe ideeën op voor het optimaliseren van de structuur van andere gasontwikkelingselektroden.