L'idée d'utiliser l'ammoniac comme vecteur pour la livraison d'hydrogène a pris de l'ampleur ces dernières années.
Pour convertir l'ammoniac, les scientifiques ont construit une cellule électrochimique unique avec une membrane conductrice de protons et l'ont intégrée à un catalyseur de clivage.
Premièrement, l'ammoniac « rencontre »avec un catalyseur qui le divise en azote et en hydrogène. L’hydrogène résultant est immédiatement converti en protons, qui sont ensuite déplacés électriquement à travers la membrane de la cellule électrochimique. En éliminant constamment l’hydrogène, les scientifiques poussent la réaction toujours plus loin. Ce type de réaction est connu sous le nom de principe de Le Chatelier-Brown. En éliminant l’un des produits de dégradation de l’ammoniac, l’hydrogène, le processus va au-delà de ce qu’un catalyseur conventionnel peut faire.
L'hydrogène résultant peut être utilisé dans le carburantélément. Tout comme les batteries, les piles à combustible génèrent de l'électricité en convertissant l'énergie des réactions chimiques. Contrairement aux batteries, elles produisent de l'électricité tant qu'il y a du carburant et ne perdent jamais leur charge. L'hydrogène est un carburant propre qui, lorsqu'il est consommé, produit de l'eau comme seul sous-produit. Ces propriétés le distinguent d'un fossile, dont les sous-produits - dioxyde de carbone, méthane et protoxyde d'azote - modifient le climat et chauffent la planète.
La nouvelle méthode se distingue par son respect de l'environnement.L'électricité renouvelable est utilisée pour convertir l'ammoniac en hydrogène au lieu de la chaleur des combustibles fossiles. L'ensemble du processus se déroule à des températures plus basses que les méthodes de digestion traditionnelles (250 ° C au lieu de 500 ° C-600 ° C). De plus, la nouvelle technologie génère de l'hydrogène pur qui n'a pas besoin d'être séparé de l'ammoniac n'ayant pas réagi ou d'autres produits. Le processus est également efficace - tout le courant électrique fourni à l'appareil produit directement de l'hydrogène sans aucune perte pour des réactions parasites.
Les auteurs de l'étude prédisent que le nouveaula technologie peut changer radicalement le secteur des transports. En 2018, la circulation des personnes et des marchandises par voitures, camions, trains, navires, avions et autres véhicules représentait 28% des émissions de gaz à effet de serre de l'Amérique du Nord, selon l'U.S. EPA - plus que tout autre secteur.
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azote et hydrogène
Les cellules électrochimiques mesurent le courant généré par la réaction électrochimique des polluants atmosphériques individuels au niveau de l'électrode de mesure.
La fonction principale de la membrane conductrice de protonsest le transfert vers la région cathodique d'un proton formé à la suite de l'ionisation d'hydrogène au niveau de l'anode. De plus, la membrane conductrice de protons agit comme un séparateur de gaz: elle coupe le côté anode de l'unité membrane-électrolyte du côté cathode lors du passage des gaz.
Les catalyseurs sont des substances qui modifient la vitesse d'une réaction chimique et ne sont pas incluses dans les produits finaux.