20%-kal csökkenti az ammónia lebontásához szükséges energiát, és 70%-kal gyorsabban állít elő hidrogént. Koreai tudósok új katalizátort fejlesztettek ki a hidrogén ammóniából történő hatékony előállításához. Egy dél-koreai tudóscsoport új módszert fejlesztett ki a katalizátorok – kémiai reakciókat gyorsító anyagok – gyártására, amely lehetővé teszi a hidrogén hatékonyabb előállítását ammóniából.
Az ammónia három hidrogénatom és egy nitrogénatom összetételű anyag. Nagy előnye, hogy kis helyen nagy mennyiségű hidrogént képes tárolni, ami kiváló „hordozóanyagként” teszi szállításra és tárolásra. Ezenkívül már létezik globális infrastruktúra az ammónia szállítására és tárolására, ami olcsóbbá teszi más lehetőségeknél.
Van azonban egy probléma: az ammóniából történő hidrogénelőállításhoz speciális technológia szükséges, amely még nem túl fejlett. És itt jön be a képbe az új katalizátor.
Az ammónia lebontásában és a hidrogén felszabadításában az egyik leghatékonyabb fém a ruténium. Ez alacsonyabb hőmérsékleten (500–600 °C között) teszi lehetővé a folyamatot, ami nagyon hatékonnyá teszi. A ruténium azonban nagyon ritka és drága, ami megnehezíti nagy léptékű felhasználását.
Eddig nanorészecskék (nagyon apró részecskék) formájában használták, hogy a lehető legjobban kihasználják. De ezeknek a nanokatalizátoroknak az előállítása bonyolult és drága.
Olcsóbb módszer
Dr. Koo csapata egy új módszert fejlesztett ki a ruténium-katalizátorok előállítására, amelynek neve „polialkohol-eljárás” vagy polyol process. Ez a módszer egyszerűbb és olcsóbb, mint a korábbiak.
Általában a nanorészecskék összetapadásának megakadályozása érdekében speciális anyagokat, úgynevezett „bevonóanyagokat” (capping agents) adnak hozzá. Ezek az adalékanyagok azonban megdrágítják a folyamatot.
A koreai kutatók megtalálták a módját, hogy elkerüljék ezeknek az adalékanyagoknak a használatát. Felfedezték, hogy egy hosszabb szénláncú anyag, a butilén-glikol használatával szabályozni tudják a részecskék méretét és eloszlását anélkül, hogy bármit hozzáadnának.
Ennek köszönhetően sikerült mindössze 2,5 nanométer méretű (ez körülbelül 40 000-szer kisebb, mint egy emberi hajszál vastagsága) ruténiumrészecskéket előállítani, amelyek egyenletesen eloszlanak és nagy aktivitással hidrogént termelnek.
Jobb eredmények
Az új katalizátor jelentősen jobban működik, mint a korábbiak. 20%-kal csökkenti az ammónia lebontásához szükséges energiát, és 70%-kal gyorsabban termel hidrogént. Ezenkívül, ha teljesítményét méretéhez viszonyítva mérjük, több mint háromszor hatékonyabb, mint a hagyományos katalizátorok.
„Az általunk kifejlesztett módszer praktikus megoldás a költségek csökkentésére és ezeknek a katalizátoroknak a tömeggyártásának megkönnyítésére” – magyarázta Dr. Koo. „Reméljük, hogy ez a technológia elősegíti az ammóniából előállított hidrogén kereskedelmi felhasználásának megvalósítását.”
A csapat most azt tervezi, hogy a katalizátort pellet formában (kis tablettákként) teszteli, és különböző, az ammónia lebontására és a hidrogén kivonására tervezett rendszerekben alkalmazza, ezzel egy lépéssel közelebb hozva a tisztább és fenntarthatóbb energiát.
