Các kỹ sư đã phát triển một phương pháp mới để sản xuất hydro sạch, có thể chứng minh điều cần thiết để loại bỏ xã hội khỏi nhiên liệu hóa thạch và ý nghĩa môi trường của chúng.
Trong khi hydro có mặt khắp nơi trong môi trường, việc sản xuất và thu thập hydro phân tử để vận chuyển và sử dụng công nghiệp rất tốn kém và phức tạp. Cũng quan trọng không kém, một sản phẩm phụ của hầu hết các phương pháp sản xuất hydro hiện nay là carbon monoxide, chất độc cho người và động vật.
Các kỹ sư của Duke, sử dụng phương pháp xúc tác mới, đã cho thấy trong phòng thí nghiệm rằng họ có thể giảm nồng độ carbon monoxide xuống gần bằng 0 khi có hydro và các sản phẩm phụ vô hại của carbon dioxide và nước. Họ cũng chứng minh rằng họ có thể sản xuất hydro bằng cách cải tổ nhiên liệu ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với các phương pháp thông thường, điều này khiến nó trở thành một lựa chọn thiết thực hơn.
Tín dụng: Shutterstock / mypokcik
Chất xúc tác là tác nhân được thêm vào để thúc đẩy các phản ứng hóa học. Trong trường hợp này, các chất xúc tác là sự kết hợp hạt nano của vàng và oxit sắt (rỉ sét), nhưng không phải theo nghĩa truyền thống. Các phương pháp hiện tại phụ thuộc vào hạt nano vàng ?? khả năng thúc đẩy quá trình như một chất xúc tác duy nhất, trong khi các nhà nghiên cứu của Duke đã tạo ra cả oxit sắt và vàng là trọng tâm của quá trình xúc tác.
Nghiên cứu xuất hiện trực tuyến trên Tạp chí Xúc tác tháng 5, có thể xem tại https://www.scTHERirect.com/science/article/pii/S0021951712004204.
Mục tiêu cuối cùng của chúng tôi là có thể sản xuất hydro để sử dụng trong pin nhiên liệu, ông Titilayo, ông Titi Cảnh Shodiya, một sinh viên tốt nghiệp làm việc trong phòng thí nghiệm của nhà nghiên cứu cấp cao Nico Hotz, trợ lý giáo sư cơ khí và khoa học vật liệu tại trường Pratt của Duke của kỹ thuật. Shodiya, tác giả đầu tiên của tờ giấy cho biết, những người quan tâm đến những cách bền vững và không gây ô nhiễm trong việc sản xuất năng lượng hữu ích mà không cần nhiên liệu hóa thạch.
Pin nhiên liệu sản xuất điện thông qua các phản ứng hóa học, phổ biến nhất liên quan đến hydro. Ngoài ra, nhiều quy trình công nghiệp đòi hỏi hydro làm thuốc thử hóa học và các phương tiện bắt đầu sử dụng hydro làm nguồn nhiên liệu chính.
Chúng tôi đã có thể thông qua hệ thống của mình để sản xuất hydro một cách nhất quán với ít hơn 0,002 phần trăm (20 phần triệu) carbon monoxide.
Các nhà nghiên cứu Duke đã đạt được các mức này bằng cách chuyển đổi công thức cho các hạt nano được sử dụng làm chất xúc tác cho các phản ứng oxy hóa carbon monoxide trong các khí giàu hydro. Các phương pháp làm sạch hydro truyền thống, gần như không hiệu quả như phương pháp mới này, cũng liên quan đến các hạt nano oxit sắt vàng làm chất xúc tác, các nhà nghiên cứu cho biết.
Người ta đã giả sử rằng các hạt nano oxit sắt chỉ là ‘giàn giáo, giữ các hạt nano vàng lại với nhau, và vàng chịu trách nhiệm cho các phản ứng hóa học, chanh Sodiya nói. Tuy nhiên, chúng tôi thấy rằng việc tăng diện tích bề mặt của oxit sắt làm tăng đáng kể hoạt động xúc tác của vàng.
Một trong những phương pháp mới nhất để sản xuất năng lượng tái tạo là sử dụng các nguồn gốc từ cồn có nguồn gốc sinh khối, chẳng hạn như methanol. Khi methanol được xử lý bằng hơi nước, hoặc cải cách, nó tạo ra một hỗn hợp giàu hydro có thể được sử dụng trong pin nhiên liệu.
Vấn đề chính của phương pháp này là nó cũng tạo ra carbon monoxide, không chỉ độc hại đối với sự sống mà còn nhanh chóng làm hỏng chất xúc tác trên màng tế bào nhiên liệu rất quan trọng đối với hoạt động của pin nhiên liệu, Mitch Hotz nói. Voi Nó không mất nhiều carbon monoxide để phá hỏng các màng này.
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện phản ứng trong hơn 200 giờ và không tìm thấy khả năng của chất xúc tác làm giảm lượng carbon monoxide trong khí hydro.
Cơ chế cho điều này vẫn chưa được hiểu chính xác. Tuy nhiên, trong khi suy nghĩ hiện tại là kích thước của các hạt vàng là chìa khóa, chúng tôi tin rằng sự nhấn mạnh của nghiên cứu sâu hơn nên tập trung vào vai trò của oxit sắt sắt trong quá trình này, Mitch Shodiya nói.
Thông qua Công tước