Katalysator produceert 3.000 uur lang waterstof met nauwelijks prestatieverlies

In dit artikel:

Onderzoekers van het Korea Institute of Materials Science (KIMS) in Zuid-Korea hebben een platina-nikkelkatalysator ontwikkeld die elektrolysers voor groene waterstof veel langer stabiel kan laten werken. De katalysator werd 3.000 uur getest in een driecellige anion exchange membrane water electrolysis-stack (AEMWE), waarbij minder dan 2 procent van de oorspronkelijke prestatie verloren ging.

AEMWE splitst water onder alkalische omstandigheden in waterstof en zuurstof en kan minder afhankelijk zijn van schaarse edelmetalen dan PEM-elektrolyse. De technologie kampt echter met een trage waterstofreactie en slijtage: nikkel lost tijdens langdurig gebruik op uit conventionele platina-nikkellegeringen, waardoor de samenstelling en prestaties van de katalysator veranderen.

KIMS veranderde daarom niet de gebruikte elementen, maar hun rangschikking. In de nieuwe intermetallische structuur hebben platina- en nikkelatomen vaste posities in het kristalrooster. Computermodellen en experimenten lieten zien dat nikkel daardoor beter behouden blijft. Tijdens duurzaamheidstests verdween ongeveer 54 procent van het nikkel uit een conventionele katalysator, tegenover slechts 9 procent uit de geordende variant.

Een test van ruim vier maanden toont aan dat de aanpak de levensduur kan verlengen en zo onderhoud, vervanging en kosten van grote waterstofinstallaties kan beperken. De resultaten bewijzen nog niet dat de katalysator jarenlang probleemloos werkt; daarvoor zijn langere praktijktests en opschaling nodig. Volgens KIMS kan het principe ook worden toegepast in brandstofcellen en andere elektrochemische systemen.