فناوری برای تولید هیدروژن از طریق الکترولیز آب

هیدروژن منبع پاک انرژی است. الکترولیز آب با استفاده از یک الکترود ساخته شده از آلیاژ آهن- نیکل آبکاری شده به عنوان یک روش فنی امکان پذیر برای تولید هیدروژن به صورت شیطانی آغاز شده است. آلیاژ نیکل آهنی آبکاری شده به عنوان الکترود در الکترولیز آب استفاده می شود. انتظار می رود این روش به دلیل هزینه کم و کارایی بالا برای تولید انبوه سوخت تمیز به ویژه هیدروژن استفاده شود. این فناوری از یک ماده فلزی متخلخل مقرون به صرفه استفاده می کند که به پوشش فلز گرانبها نیاز ندارد. این امر حباب‌های اکسیژن تولید شده توسط آب الکترولیتی را قادر می‌سازد تا به سرعت از آن خارج شوند، بنابراین راندمان تولید افزایش می‌یابد.

گزارش شده است که الکترود آلیاژ آهن نیکل الکترودی با بالاترین راندمان تولید اکسیژن در الکترولیت قلیایی است. در این فرآیند از نیکل و آهن به عنوان مواد خام استفاده می شود که ارزان و آسان برای ساخت هستند. این برخلاف سایر فناوری‌های الکترولیز آب است که به فلزات کمیاب گرانبها به عنوان کاتالیزور و مواد الکترود نیاز دارند. این الکترود دارای ساختار منافذ غنی و سطح ویژه بالایی است و فعالیت کاتالیزوری OER آن از بسیاری از کاتالیزورهای مبتنی بر نیکل که قبلا گزارش شده بود، فراتر می‌رود. فعالیت کاتالیزوری ذاتی الکترودهای متخلخل آلیاژ آهن نیکل تحت تأثیر محتوای آهن آنها قرار می گیرد. این فعالیت زمانی که کسر مولی Fe به 15% می رسد، بیشترین میزان را دارد. Ni0.85Fe0.15-180-3 پایداری بالایی در شرایط الکترولیز آب صنعتی از خود نشان می دهد و عملکرد آن پس از 250 ساعت کارکرد نشان می دهد. بدون تخریب قابل توجه
در جریان الکترولیز، جریان الکتریکی آب را به هیدروژن و اکسیژن تجزیه می کند. راندمان پایین، هزینه بالای تولید اکسیژن الکترود و مصرف زیاد برق یکی از مشکلات فنی اصلی الکترولیز آب برای دستیابی به تولید صنعتی است.

آلیاژ آهن-نیکل حاوی ریز منافذ متعددی است که هر کدام تقریباً 200 میکرون قطر دارند که تقریباً دو برابر قطر موی انسان است. همچنین ریز منافذ متعددی با قطر حدود 50 نانومتر در نیکل-آهن بسیار نازک وجود دارد. پوشش آلیاژی. الکترود به دلیل وجود ریز منافذ در هر دو پوشش و داخل، سطح وسیعی دارد. این امر آزادسازی و فرار اکسیژن تولید شده در طول الکترولیز را تسهیل می کند. فرار ناکافی حباب اکسیژن اغلب دلیل کاهش استفاده از الکترودها است.
احتراق هیدروژن تنها آب تولید می کند و آن را به یک منبع انرژی پاک و کارآمد تبدیل می کند. اگر بتوان آن را در مقیاس بزرگ و با هزینه کم تولید کرد، می‌تواند به تامین نیاز روزافزون انرژی جهان، کاهش آلودگی و مهار گرمایش جهانی کمک کند.
استفاده از الکترودهای آلیاژ نیکل با فعالیت و پایداری بالا در الکترولیز آب قلیایی نویدبخش است. آماده سازی موفقیت آمیز الکترودهای ساختار متخلخل چند مرحله ای که تحت تکامل گاز قوی تشکیل شده اند نیز ایده های جدیدی را برای بهینه سازی ساختار سایر الکترودهای تکامل گاز ارائه می دهد.