Nový katalyzátor pro rozklad vody – s grafenem

Doporučujeme

Webbův dalekohled objevil velké množství plynů bohatých na uhlík, které slouží jako ingredience pro budoucí planety

21. 11. 2024

Editování genů CRISPR/Cas9 vedlo k zefektivnění fotosyntézy

20. 11. 2024

Týden na ITBiz: Pomocí DNA vyrobili diamantové fotonické krystaly

19. 11. 2024

Elektrolytická fólie navržená vědci z Rice University a University of Houston prý dokáže rozkládat vodu efektivněji než konkurenční metody.

Katalyzátor je v tomto případě třívrstvou strukturou z niklu, grafenu a sloučeniny železa, manganu a fosforu. Autoři výzkumu, který byl publikován v časopisu Nano Energy, vysvětlují funkci jednotlivých součástí takto: nikl v napěněné formě poskytuje fólii maximální povrch, grafen slouží ke stabilizaci niklu a fosfid obou kovů představuje samotný katalyzátor.
Pomineme-li třeba fotolýzu vody jako první krok fotosyntézy, při rozkladu vody s pomocí anorganických katalyzátorů jen málokdy vzniká současně vodík a kyslík, ale jen jeden z nich, především v závislosti na tom, zda jde o kyselé nebo zásadité prostředí. (V kyselém prostředí např. spolu s redukcí vodíku dojde k oxidaci nikoliv kyslíku, ale kovu na elektrodě/katalyzátoru apod. Lze tomu předejít např. tím, že jako elektrodu použijeme ušlechtilý kov, pak je ale všechno zase dražší.) Nová fólie má být ale stabilní v rozsahu pH od kyselého po zásadité. Navíc reakce údajně proti konkurenčním technologiím vyžaduje poměrně malé vstupní napětí, není tedy energeticky náročná.
Fólie se vyrábí tak, že niklová pěna se pokryje 1-3 vrstvami grafenu pomocí techniky CVD (chemical vapor deposition, jedna z metod výroby grafenu) a současně se přidává i fosfid. Klíčovou inovací má být grafen, který dodává struktuře chemickou odolnost. Nikl přitom současně funguje i jako katalyzátor při CVD výrobě grafenu, kde se již používá standardně. Metoda výroby by se měla dát snadno upravit a jiné kovové fosfidy by pak v příslušné fólii mohly katalyzovat další reakce. Jako hlavní využití těchto procesů se předpokládá ukládání přebytečné elektrické energie ze solárních či větrných elektráren do chemické podoby.

Zdroj: Phys.org