Het idee om ammoniak in te zetten als drager voor de levering van waterstof is de afgelopen jaren in een stroomversnelling gekomen.
Om ammoniak om te zetten, bouwden wetenschappers een unieke elektrochemische cel met een protonengeleidend membraan en integreerden deze met een splitsingskatalysator.
Ten eerste "ontmoet" ammoniakmet een katalysator die het splitst in stikstof en waterstof. De resulterende waterstof wordt onmiddellijk omgezet in protonen, die vervolgens elektrisch door het membraan in de elektrochemische cel worden bewogen. Door voortdurend waterstof te verwijderen, duwen wetenschappers de reactie steeds verder. Dit type reactie staat bekend als het Le Chatelier-Brown-principe. Door een van de afbraakproducten van ammoniak, waterstof, te verwijderen, gaat het proces verder dan wat een conventionele katalysator kan doen.
De resulterende waterstof kan worden gebruikt in brandstofelement. Net als batterijen wekken brandstofcellen elektriciteit op door energie uit chemische reacties om te zetten. In tegenstelling tot batterijen wekken ze elektriciteit op zolang er brandstof is en verliezen ze nooit hun lading. Waterstof is een schone brandstof die bij consumptie water als enige bijproduct produceert. Deze eigenschappen onderscheiden het van een fossiel, waarvan de bijproducten - kooldioxide, methaan en lachgas - het klimaat veranderen en de planeet verwarmen.
De nieuwe methode onderscheidt zich door zijn milieuvriendelijkheid.Hernieuwbare elektriciteit wordt gebruikt om ammoniak om te zetten in waterstof in plaats van warmte uit fossiele brandstoffen. Het hele proces vindt plaats bij lagere temperaturen dan traditionele ontsluitingsmethoden (250 ° C in plaats van 500 ° C-600 ° C). Bovendien genereert de nieuwe technologie zuivere waterstof die niet gescheiden hoeft te worden van ongereageerde ammoniak of andere producten. Het proces is ook efficiënt: alle elektrische stroom die aan het apparaat wordt geleverd, produceert rechtstreeks waterstof zonder verlies voor parasitaire reacties.
De auteurs van het onderzoek voorspellen dat het nieuwetechnologie kan de transportsector ingrijpend veranderen. In 2018 was het verkeer van mensen en goederen door auto's, vrachtwagens, treinen, schepen, vliegtuigen en andere voertuigen verantwoordelijk voor 28% van de uitstoot van broeikasgassen in Noord-Amerika, volgens de Amerikaanse EPA - meer dan in enige andere sector. Economie.
Lees verder
Een nieuw soort zwart gat gevonden dat niet past in de relativiteitstheorie
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben een vervanging voor de relativiteitstheorie ontwikkeld. Wat is de essentie van de "theorie van alles"?
stikstof en waterstof
Elektrochemische cellen meten de stroom die wordt gegenereerd door de elektrochemische reactie van individuele atmosferische verontreinigingen aan de meetelektrode.
De belangrijkste functie van het protonengeleidende membraanis de overdracht naar het kathodegebied van een proton dat is gevormd als gevolg van waterstofionisatie aan de anode. Daarnaast fungeert het protonengeleidende membraan als gasscheider: het snijdt de anodezijde van de membraan-elektrolyteenheid af van de kathodezijde wanneer gassen worden doorgevoerd.
Katalysatoren zijn stoffen die de snelheid van een chemische reactie veranderen en die niet in de eindproducten zitten.