よりシンプルで安全な新しい水素製造法(New hydrogen producing method is simpler and safer)

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2024-03-06 スウェーデン王立工科大学(KTH)

スウェーデンのKTHロイヤル工科大学の研究者たちが、水を酸素と水素に分解する新しい水素エネルギー製造方法を発表しました。通常の電解プロセスを改良し、酸素と水素を別々に生成することで、爆発のリスクを排除しました。この方法により、水素の生成効率は99%に達し、長期間の実験でも電極の劣化が見られませんでした。この革新的な方法は、再生可能エネルギーとの組み合わせも容易であり、安定した緑のエネルギー製造に貢献する可能性があります。

<関連情報>

膜を使わない水分解のための脱共役型スーパーキャパシタ電解槽 Decoupled supercapacitive electrolyzer for membrane-free water splitting

ESTEBAN A. TOLEDO-CARRILLO , MARIO GARCÍA-RODRÍGUEZ , LORENA M. SÁNCHEZ-MOREN , AND JOYDEEP DUTTA
Science Advances  Published:6 Mar 2024
DOI:https://doi.org/10.1126/sciadv.adi3180

よりシンプルで安全な新しい水素製造法(New hydrogen producing method is simpler and safer)

Abstract

Green hydrogen production via water splitting is vital for decarbonization of hard-to-abate industries. Its integration with renewable energy sources remains to be a challenge, due to the susceptibility to hazardous gas mixture during electrolysis. Here, we report a hybrid membrane-free cell based on earth-abundant materials for decoupled hydrogen production in either acidic or alkaline medium. The design combines the electrocatalytic reactions of an electrolyzer with a capacitive storage mechanism, leading to spatial/temporal separation of hydrogen and oxygen gases. An energy efficiency of 69% lower heating value (48 kWh/kg) at 10 mA/cm2 (5 cm–by–5 cm cell) was achieved using cobalt-iron phosphide bifunctional catalyst with 99% faradaic efficiency at 100 mA/cm2. Stable operation over 20 hours in alkaline medium shows no apparent electrode degradation. Moreover, the cell voltage breakdown reveals that substantial improvements can be achieved by tunning the activity of the bifunctional catalyst and improving the electrodes conductivity. The cell design offers increased flexibility and robustness for hydrogen production.

0505化学装置及び設備
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