Il catalizzatore sviluppato dal team di ricerca di KIST utilizza il 20% in meno di iridio, un metallo prezioso, rispetto ai catalizzatori esistenti e mostra prestazioni superiori di almeno il 31%. È stato eseguito un test a lungo termine utilizzando acqua di rubinetto per verificare la fattibilità pratica del catalizzatore. Quando testato, il catalizzatore ha mantenuto un alto livello di prestazioni per centinaia di ore, indicando un'elevata durata. Quando il catalizzatore sviluppato è stato applicato al sistema di conversione dell'anidride carbonica effettivo, l'energia richiesta durante il processo è stata ridotta di oltre la metà. Ciò ha portato a più del doppio della quantità di composti prodotti tipicamente alla stessa tensione utilizzando altri catalizzatori di ossido di iridio. Credito:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Il Korea Institute of Science and Technology (KIST, Presidente ad interim:Yoon Seok-jin) ha annunciato che un gruppo di ricerca, guidato dal Dr. Oh Hyung-Suk e dal Dr. Lee Woong-hee, presso il Clean Energy Research Center del KIST, ha sviluppato una tecnologia per ridurre l'uso di catalizzatori di metalli preziosi sugli elettrodi dove viene prodotto l'ossigeno. L'uso di catalizzatori di metalli preziosi è uno dei problemi che ostacolano l'applicazione pratica della tecnologia della fotosintesi artificiale.
La tecnologia della fotosintesi artificiale comporta la ricreazione artificiale di un processo, come il processo visto nelle piante, da cui l'acqua, luce del sole, e anidride carbonica (CO 2 ) vengono convertiti in idrocarburi e ossigeno, con la clorofilla che funge da catalizzatore. Questa tecnologia ha ricevuto molta attenzione perché può produrre energia pulita e sostanze chimiche a valore aggiunto assorbendo allo stesso tempo anidride carbonica.
Affinché questa tecnologia possa essere commercializzata, l'efficienza del catalizzatore, che nelle piante, è la clorofilla, devono essere migliorati e i costi associati devono essere ridotti. Dei catalizzatori elettrochimici efficaci che sono stati studiati finora, I catalizzatori a base di iridio si sono rivelati tra i più stabili e ad alte prestazioni e pertanto sono ampiamente conosciuti come alcuni dei migliori catalizzatori che producono ossigeno. Però, l'iridio è costoso e le sue riserve e il volume di produzione sono piuttosto limitati. Recentemente, sono state condotte molte ricerche su come ridurre l'uso di iridio e migliorare le prestazioni del catalizzatore.
Uno dei metodi più efficaci per ridurre l'uso di iridio è fabbricare un catalizzatore in lega di iridio su scala nanometrica utilizzando metalli a basso prezzo. Il team di ricerca congiunto KIST-Technical University Berlin (TU-Berlin) ha sviluppato un nanocatalizzatore core-shell con un guscio di ossido di iridio utilizzando nanoparticelle di lega di iridio-cobalto per ridurre l'uso di iridio.
Il team di ricerca del KIST ha utilizzato varie tecniche analitiche in situ/operando per progettare un catalizzatore efficace. Utilizzando una spettroscopia di assorbimento di raggi X in situ/operando, hanno scoperto che il catalizzatore, con la sua struttura core-shell, aveva prestazioni elevate a causa della breve distanza tra l'iridio e l'ossigeno nel catalizzatore. Hanno ulteriormente esaminato il catalizzatore, utilizzando una tecnica analitica di plasma accoppiato induttivamente (ICP) in situ/operando, e trovò che aveva un'elevata durabilità a causa della perdita relativamente piccola del catalizzatore. È ancora più significativo che questi risultati siano stati ottenuti durante i processi di reazione del catalizzatore effettivi. I risultati di queste analisi continueranno ad essere utilizzati per progettare vari catalizzatori. Credito:Korea Institute of Science and Technology (KIST)
Il team di ricerca del KIST ha utilizzato varie tecniche analitiche in situ/operando per progettare un catalizzatore efficace. Utilizzando una spettroscopia di assorbimento di raggi X in situ/operando, hanno scoperto che il catalizzatore, con la sua struttura core-shell, aveva prestazioni elevate a causa della breve distanza tra l'iridio e l'ossigeno nel catalizzatore. Hanno ulteriormente esaminato il catalizzatore, utilizzando una tecnica analitica di plasma accoppiato induttivamente (ICP) in situ/operando, e trovò che aveva un'elevata durabilità a causa della perdita relativamente piccola del catalizzatore. È ancora più significativo che questi risultati siano stati ottenuti durante i processi di reazione del catalizzatore effettivi. I risultati di queste analisi continueranno ad essere utilizzati per progettare vari catalizzatori.
Il catalizzatore sviluppato dal team di ricerca di KIST utilizza il 20% in meno di iridio, un metallo prezioso, rispetto ai catalizzatori esistenti e mostra prestazioni superiori di almeno il 31%. È stato eseguito un test a lungo termine utilizzando acqua di rubinetto per verificare la fattibilità pratica del catalizzatore. Quando testato, il catalizzatore ha mantenuto un alto livello di prestazioni per centinaia di ore, indicando un'elevata durabilità.
Quando il catalizzatore sviluppato è stato applicato all'effettivo sistema di conversione dell'anidride carbonica, l'energia richiesta durante il processo è stata ridotta di oltre la metà. Ciò ha portato a più del doppio della quantità di composti prodotti tipicamente alla stessa tensione utilizzando altri catalizzatori di ossido di iridio.
"Abbiamo utilizzato un nucleo in lega di iridio-cobalto e un nanocatalizzatore nucleo-guscio con un guscio di ossido di iridio per migliorare considerevolmente le prestazioni della reazione di evoluzione dell'ossigeno e la durata, quali erano i problemi precedentemente associati alla CO . elettrochimica 2 sistema di conversione, " ha detto il Dr. Oh Hyung-Suk di KIST, che ha condotto la ricerca. "Mi aspetto che questa ricerca contribuirà notevolmente alla praticabilità della CO . elettrochimica 2 sistema di conversione in quanto può essere applicato ai sistemi di elettrolisi dell'acqua per la produzione di idrogeno e a vari altri sistemi di elettrolisi."
