El hidrógeno verde es una esperanza para la transición energética. Uso exitoso, sin embargo, requiere una comprensión detallada de sus procesos de producción. Crédito:Pascal Armbruster, EQUIPO
Utilizando energía de módulos solares y turbinas eólicas, el agua se puede dividir por electrólisis en sus componentes hidrógeno y oxígeno sin producir emisiones peligrosas. Como la disponibilidad de energía de fuentes renovables varía cuando se produce verde, es decir, CO 2 -neutral, hidrógeno, Es muy importante conocer el comportamiento de los catalizadores en condiciones dinámicas y de carga elevada.
"A altas corrientes, Se puede observar una fuerte evolución de burbujas de oxígeno en el ánodo, lo que agrava la medición. Ha hecho imposible hasta ahora obtener una señal de medición confiable, "dice el primer autor del estudio, Dr. Steffen Czioska del Instituto de Tecnología Química y Química de Polímeros (ITCP) de KIT. Combinando varias técnicas, Los investigadores ahora han logrado investigar fundamentalmente la superficie del catalizador de óxido de iridio en condiciones de operación dinámica. "Por primera vez, hemos estudiado el comportamiento del catalizador a nivel atómico a pesar de la fuerte evolución de la burbuja, "Dice Czioska. La American Chemical Society (ACS) considera alta la importancia de la publicación de KIT para la comunidad internacional y la recomienda como la Elección del Editor de ACS.
Espectroscopia de absorción de rayos X con luz de sincrotrón
Para catálisis, investigadores del ITCP de KIT, el Instituto de Investigación y Tecnología de Catálisis, y el Grupo de Tecnologías Electroquímicas del Instituto de Materiales Aplicados combinó la espectroscopia de absorción de rayos X para la investigación de alta precisión de las modificaciones a nivel atómico con otros métodos de análisis.
"Hemos observado procesos regulares en la superficie del catalizador durante la reacción, debido a que se filtraron todas las irregularidades, similar a un rodaje a baja velocidad en una carretera por la noche, y también hemos seguido procesos dinámicos, "Dice Czioska." Nuestro estudio revela modificaciones estructurales altamente inesperadas conectadas a una estabilización del catalizador a altos voltajes bajo carga dinámica, ", añade el químico. Se reduce la disolución del óxido de iridio, el material permanece estable.
Los hallazgos contribuirán a catalizadores mejores y más eficientes
La comprensión de los procesos en la superficie del catalizador allana el camino para una mayor investigación de los catalizadores con altos potenciales eléctricos y contribuirá al desarrollo de catalizadores mejorados y más eficientes que satisfagan las necesidades de la transición energética. Czioska señala. El estudio es parte del programa prioritario "Dynakat" financiado por la Fundación de Investigación Alemana. Esta colaboración de más de 30 grupos de investigación de toda Alemania está coordinada por el profesor Jan-Dierk Grunwaldt del ITCP.
El hidrógeno verde se considera un material de almacenamiento de energía química compatible con el medio ambiente y, por eso, un elemento importante en la descarbonización de p. ej. Industrias siderúrgicas y químicas. Según la Estrategia Nacional de Hidrógeno adoptada por el Gobierno Federal en 2020, de confianza, accesible, y la producción sostenible de hidrógeno será la base para su uso futuro.
