Novo método de separação de água poderia abrir caminho para a economia de hidrogênio.

Usando níquel e ferro baratos, os pesquisadores desenvolveram um método muito simples, de cinco minutos, para criar grandes quantidades de um catalisador de alta qualidade, necessário para a reação química para separar a água. Eles descrevem seu método na edição de fevereiro da revista Nano Energy.

Conversão e armazenamento de energia é uma chave para a economia de energia limpa. Como as fontes solares e eólicas produzem energia apenas intermitentemente, há uma necessidade crítica de maneiras de armazenar e economizar a eletricidade que elas criam. Uma das idéias mais promissoras para armazenar energia renovável é usar o excesso de eletricidade gerada por fontes renováveis ​​para dividir a água em oxigênio e hidrogênio. O hidrogênio tem uma infinidade de usos na indústria e pode ser usado para alimentar carros movidos a hidrogênio.

As indústrias ainda não usaram amplamente o processo de separação de água, devido ao custo proibitivo dos catalisadores de metais preciosos que são necessários - geralmente platina ou rutênio. Muitos dos métodos para dividir a água também requerem muita energia, ou os materiais de catalisador necessários quebram muito rapidamente.

Os pesquisadores da WSU podem criar grandes quantidades de catalisadores baratos de nanofios que podem facilitar a geração de hidrogênio em larga escala, dividindo as moléculas de água. - Crédito: WSU

Em seu trabalho, os pesquisadores, liderados pelo professor Yuehe Lin na Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais, usaram dois metais abundantemente disponíveis e baratos para criar um nanofoam poroso que funcionou melhor do que a maioria dos catalisadores usados ​​atualmente, incluindo aqueles feitos a partir do precioso metais. 

O catalisador que eles criaram parece uma pequena esponja. Com sua estrutura atômica única e muitas superfícies expostas em todo o material, o nanofoam pode catalisar a reação importante com menos energia do que outros catalisadores. O catalisador mostrou muito pouca perda de atividade em um teste de estabilidade de 12 horas.

"Adotamos uma abordagem muito simples que poderia ser usada facilmente em produção em larga escala", disse Shaofang Fu, Ph.D. da WSU. estudante que sintetizou o catalisador e fez a maioria dos testes de atividade.

Os pesquisadores da WSU colaboraram no projeto com pesquisadores da Advanced Photon Source no Argonne National Laboratory e no Pacific Northwest National Laboratory.

"A facilidade de caracterização de materiais avançados nos laboratórios nacionais forneceu a compreensão profunda da composição e estruturas dos catalisadores", disse Junhua Song, outro doutorado da WSU. estudante que trabalhou na caracterização do catalisador.

Os pesquisadores agora estão buscando apoio adicional para ampliar seu trabalho para testes em grande escala. “Isso é apenas um teste em escala de laboratório, mas isso é muito promissor”, disse Lin.

O trabalho colaborativo foi financiado por uma subvenção para startups da WSU e pelo Departamento de Energia dos EUA.

Por Tina Hilding, 
FONTE: Faculdade de Engenharia e Arquitetura de Voiland.

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