Se vähentää ammoniakin hajottamiseen tarvittavaa energiaa 20 % ja tuottaa vetyä 70 % nopeammin. Etelä-Korean tutkijaryhmä on kehittänyt uuden menetelmän katalyyttien – kemiallisia reaktioita nopeuttavien materiaalien – valmistamiseksi, joka mahdollistaa vedyn tehokkaamman tuotannon ammoniakista.
Sisällysluettelo
Ammiaakki on aine, joka koostuu kolmesta vetyatomista ja yhdestä typpiatomista. Sen tärkeä etu on, että se pystyy varastoimaan suuren määrän vetyä pienessä tilavuudessa, mikä tekee siitä erinomaisen kuljetus- ja varastointivälineen. Lisäksi ammoniakin kuljetukseen ja varastointiin on jo olemassa maailmanlaajuinen infrastruktuuri, mikä tekee siitä muita vaihtoehtoja edullisemman.
Mutta ongelma on: vedyn tuottaminen ammoniakista vaatii erityistä teknologiaa, jota ei ole vielä täysin kehitetty. Ja tässä tulee apuun uusi katalyytti.
Yksi tehokkaimmista metalleista ammoniakin hajottamiseen ja vedyn erottamiseen on rutenium. Se voidaan tehdä alhaisemmissa lämpötiloissa kuin muut materiaalit (500–600 °C), mikä tekee prosessista erittäin tehokkaan. Rutenium on kuitenkin erittäin harvinaista ja kallista, mikä vaikeuttaa sen laajamittaista käyttöä.
Tähän asti sitä on käytetty nanopartikkeleina (erittäin pieninä hiukkasina), jotta sen potentiaali voitaisiin hyödyntää mahdollisimman tehokkaasti. Tällaisten nanokatalyyttien valmistus on kuitenkin monimutkainen ja kallis prosessi.
Halvin menetelmä
Tohtori Kuun tiimi on kehittänyt uuden menetelmän ruteniumkatalyyttien valmistamiseksi käyttämällä niin kutsuttua ”polyoliprosessia”. Tämä menetelmä on yksinkertaisempi ja halvempi kuin aiemmat.
Yleensä nanopartikkelien tarttumisen estämiseksi lisätään erityisiä aineita, joita kutsutaan ”suoja-aineiksi”. Nämä lisäaineet kuitenkin kallistavat prosessia.
Korealaiset tutkijat ovat löytäneet tavan välttää näiden lisäaineiden käyttöä. He ovat havainneet, että käyttämällä pidemmän hiiliketjun omaavaa butyleeniglykolia voidaan kontrolloida hiukkasten kokoa ja dispersioa ilman, että on tarpeen lisätä muita aineita.
Tämän ansiosta he onnistuivat saamaan vain 2,5 nanometrin kokoisia ruteniumhiukkasia (noin 40 000 kertaa ohuempia kuin ihokarva), jotka ovat tasaisesti jakautuneet ja erittäin aktiivisia vedyn tuottamisessa.
Parempia tuloksia
Uusi katalyytti toimii huomattavasti paremmin kuin aiemmat. Se vähentää ammoniakin hajoamiseen kuluvaa energiaa 20 % ja tuottaa vetyä 70 % nopeammin. Lisäksi, kun suorituskykyä arvioidaan suhteessa kokoon, se on yli kolme kertaa tehokkaampi kuin perinteiset katalyytit.
”Kehittämämme menetelmä on käytännöllinen ratkaisu kustannusten alentamiseen ja näiden katalyyttien massatuotannon helpottamiseen”, selitti tohtori Ku. ”Toivomme, että tämä teknologia auttaa tekemään ammoniakista saatavan vedyn kaupallisesta hyödyntämisestä todellisuutta.”
Nyt tiimi aikoo testata katalyyttiä rakeiden (pienten tablettien) muodossa ja käyttää sitä erilaisissa järjestelmissä, jotka on tarkoitettu ammoniakin hajottamiseen ja vedyn uuttamiseen, mikä vie meidät askeleen lähemmäksi puhtaampaa ja kestävämpää energiaa.
