Mithilfe von Nanoröhren wurde die Effizienz der Produktion von Wasserstoff als Kraftstoff gesteigert

Forscher des A.F. Physikalisch-Technischen Instituts Ioffe von der Russischen Akademie der Wissenschaften synthetisierte

neue Elektrokatalysatoren auf Basis von Nickel, Kupfer undKohlefaser. Kohlenstoffnanoröhren mit einer Nickel-Kupfer-Beschichtung erhöhen die Effizienz bei der Gewinnung von reinem Sauerstoff aus Wasser für medizinische Zwecke und Wasserstoff für Energiezwecke.

Um Katalysatoren zu erhalten, Forscherverwendete die Methode der galvanischen Abscheidung aus komplexen Ammonium-Sulfosalicyl-Elektrolyten. Die Metallbeschichtung auf der Oberfläche der Elektrode entstand während der elektrochemischen Reaktion.

Kohlenstoff-Mikroröhrchen mit Metallbeschichtung.Die Bilder wurden mittels energiedispersiver Röntgenspektroskopie (links) und Rasterelektronenmikroskopie (rechts) gewonnen. Bilder: Dmitriev et al. /Int. J. Hydrog. Energie, 2023

Mit der im Magazin beschriebenen TechnologieInternational Journal of Hydrogen Energy erstellten die Forscher sehr dünne Beschichtungen mit Metall-Nanopartikeln auf der Oberfläche der Elektroden. Die Dicke der Kohlenstoff-Mikroröhrchen betrug etwa 1,2 nm bei einer Nur-Nickel-Plattierung und etwa 0,5 nm bei einer Nickel-Kupfer-Plattierung.

Forscher stellen fest, dass sich die Technologie verändertDurch die Herstellung von Elektroden erhöhte sich die elektrochemisch aktive Oberfläche der Materialien: um das Fünffache (von 265 auf 1400 cm²) für Nickel und fast das Dreifache (bis zu 780 cm²) für Nickel-Kupfer-Katalysatoren.

Wir haben Verbesserungen in der Elektrokatalyse vorgenommenEigenschaften sowohl aufgrund einer Abnahme der Kristallitgröße als auch aufgrund des Vorhandenseins von Kupferadditiven. Es verbessert die elektrische Leitfähigkeit und senkt die Gesamtenergie der Metall-Wasserstoff-Bindung, wodurch die Diffusionsbeschränkungen der Reaktion verringert werden.

Dmitry Dmitriev, Forscher am A.F. Ioffe und Co-Autor der Studie

Sowohl Wasserstoff als auch Sauerstoff können ohne synthetisiert werdenTreibhausgasemissionen durch Elektrolyse von Wasser - Zersetzung unter Einfluss von elektrischem Strom. Damit dieser Prozess jedoch effizient ablaufen kann, werden Katalysatoren benötigt, um die Reaktion zu beschleunigen. Die Verwendung von Nickel- und Kupferbeschichtungen (relativ billige Metalle) in dieser Funktion wird die Kosten für die Herstellung von medizinischem Sauerstoff und grünem Kraftstoff senken.

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