L'idea di utilizzare l'ammoniaca come vettore per fornire idrogeno ha guadagnato slancio negli ultimi anni.
Per convertire l'ammoniaca, gli scienziati hanno costruito una cella elettrochimica unica con una membrana a conduzione protonica e l'hanno integrata con un catalizzatore di scissione.
In primo luogo, l'ammoniaca "incontra" un catalizzatore che la divide in azoto e idrogeno.L'idrogeno risultante viene immediatamente convertito in protoni, che vengono poi spostati elettricamente attraverso la membrana in una cella elettrochimica.Estraendo costantemente l'idrogeno, gli scienziati spingono la reazione sempre più in là, nota come principio di Le Chatelier-Brown .Rimuovendo uno dei prodotti di degradazione dell'ammoniaca , vale a dire l'idrogeno , il processo va oltre ciò che puòPrepara un catalizzatore regolare.
L'idrogeno risultante può essere utilizzato nel carburanteelemento. Come le batterie, le celle a combustibile generano elettricità convertendo l'energia dalle reazioni chimiche. A differenza delle batterie, generano elettricità finché c'è carburante e non perdono mai la carica. L'idrogeno è un combustibile pulito che, se consumato, produce acqua come unico sottoprodotto. Queste proprietà lo distinguono da un fossile, i cui sottoprodotti - anidride carbonica, metano e protossido di azoto - modificano il clima e riscaldano il pianeta.
Il nuovo metodo si distingue per la sua compatibilità ambientale.L'elettricità rinnovabile viene utilizzata per convertire l'ammoniaca in idrogeno anziché in calore da combustibili fossili. L'intero processo avviene a temperature inferiori rispetto ai metodi di digestione tradizionali (250 ° C invece di 500 ° C-600 ° C). Inoltre, la nuova tecnologia genera idrogeno puro che non necessita di essere separato dall'ammoniaca non reagita o da altri prodotti. Il processo è anche efficiente: tutta la corrente elettrica fornita al dispositivo produce direttamente idrogeno senza perdite per reazioni parassitarie.
Gli autori dello studio prevedono che il nuovola tecnologia può cambiare drasticamente il settore dei trasporti. Nel 2018, il movimento di persone e merci da parte di automobili, camion, treni, navi, aeroplani e altri veicoli ha rappresentato il 28% delle emissioni di gas serra del Nord America, secondo l'EPA statunitense, più di qualsiasi altro settore dell'economia.
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azoto e idrogeno
Le celle elettrochimiche misurano la corrente generata dalla reazione elettrochimica dei singoli inquinanti atmosferici all'elettrodo di misurazione.
La funzione principale della membrana conduttrice di protoniè il trasferimento alla regione catodica di un protone formato come risultato della ionizzazione dell'idrogeno all'anodo. Inoltre, la membrana conduttrice di protoni funge da separatore di gas: interrompe il lato anodico dell'unità membrana-elettrolita dal lato catodo quando i gas vengono attraversati.
I catalizzatori sono sostanze che modificano la velocità di una reazione chimica e non sono inclusi nei prodotti finali.