Új katalizátor forradalmasíthatja a zöld hidrogén előállítását

A Rice Egyetem kutatói kifejlesztettek egy új, réz-ródium alapú fotokatalizátort, ami fénnyel, hő nélkül bontja le a metánt és a vízgőzt. Ez az újfajta SMR („steam methane reforming”) technológia lehetővé teheti, hogy a hidrogén előállítása teljesen károsanyag-kibocsátás nélkül történjen.

A hidrogén egy rendkívül sokoldalú, tisztán égő energiahordozó. Fontos szerepet játszhat a fenntartható energia felé vezető úton, de a jelenlegi hidrogéntermelés folyamatainak nagy része jelentős mennyiségű üvegházhatású gázt termel. Ezt a problémát szeretnék kiküszöbölni a Rice Egyetem kutatói az új katalizátor alkalmazásával, ami a hagyományos gőzreformálási eljárást (SMR) fény hatására idézné elő a hő helyett.

A fény mint katalizátor

Az SMR egy olyan kémiai reakció, ami hidrogént és szén-monoxidot állít elő földgázból és más metánforrásokból. Az új megközelítés révén jelentősen növelhető a katalizátorok élettartama, csökkenthetők a költségek és javítható a hatékonyság – sorolja az előnyöket az egyetem közleménye. „Ez az egyik legjelentősebb eredményünk, mert jobb alternatívát kínál a modern társadalom szempontjából talán legfontosabb kémiai reakció, az SMR elvégzésére, egy teljesen új, sokkal fenntarthatóbb módon” – mondta Peter Nordlander fizikai, csillagászati, anyagtudományi és nanomérnöki professzora.

Az új rendszer energiaforrásként réznanorészecskéket használ, amelyek plazmonikus felülete nem kötődik jól a metánhoz. Ennek áthidalására ródium atomokat és klasztereket adtak hozzá, amelyek a víz- és metánmolekulákat a plazmonikus felülethez rögzítik, így a forró hordozók energiáját kihasználva vezérlik az SMR reakciót. Az új technológia nemcsak az oxidáció és a karbonfelhalmozódás okozta katalizátor-deaktiválódás problémáját oldja meg, hanem képes a katalizátor regenerálására is a forró hordozók segítségével.

A jelenlegi hidrogéntermelés nagyrészt központosított létesítményekben történik, ami megköveteli a gáz szállítását a felhasználás helyszínére, de a fény által végrehajtott SMR lehetővé teszi a hidrogén helyszíni, igény szerinti előállítását, ami kulcsfontosságú előny lehet, például hidrogén-töltőállomásoknál vagy járműveknél.

Gábor János, NEW technology