Tecnologia per a la producció d'hidrogen mitjançant l'electròlisi de l'aigua

L'hidrogen és una font neta d'energia. L'electròlisi de l'aigua mitjançant un elèctrode fet d'aliatge de ferro-níquel galvanitzat s'ha posat en marxa com una forma tècnicament viable de generar hidrogen. L'aliatge de níquel fèrric galvanitzat s'utilitza com a elèctrode en l'electròlisi de l'aigua. S'espera que el mètode s'utilitzi per a la producció massiva de combustible net, específicament hidrogen, a causa del seu baix cost i alta eficiència. Aquesta tecnologia utilitza un material metàl·lic porós assequible que no necessita un recobriment de metall preciós. Això permet que les bombolles d'oxigen generades per l'aigua electrolítica escapen ràpidament, millorant així l'eficiència de la producció.

S'ha informat que l'elèctrode d'aliatge de ferro-níquel és l'elèctrode amb la major eficiència de producció d'oxigen en l'electròlit alcalí. El procés utilitza níquel i ferro com a matèries primeres, que són barates i fàcils de fabricar. Això contrasta amb altres tecnologies d'electròlisi d'aigua que requereixen metalls rars preciosos com a catalitzadors i materials d'elèctrode. L'elèctrode té una estructura de porus rica i una gran superfície específica, i la seva activitat catalítica OER supera la de molts catalitzadors basats en níquel reportats anteriorment. L'activitat catalítica intrínseca dels elèctrodes porosos d'aliatge de ferro-níquel es veu afectada pel seu contingut de Fe. Aquesta activitat és màxima quan la fracció molar Fe arriba al 15%. Ni0.85Fe{0.15-180-3 presenta una gran estabilitat en condicions d'electròlisi d'aigua industrial, i el seu rendiment després de 250 hores de funcionament mostra cap degradació significativa.
Durant l'electròlisi, el corrent elèctric descompon l'aigua en hidrogen i oxigen. La baixa eficiència, l'alt cost de producció d'oxigen dels elèctrodes i el consum de molta electricitat són una de les principals dificultats tècniques per a l'electròlisi de l'aigua per aconseguir la producció industrial.

L'aliatge de ferro-níquel conté nombrosos microporus, cadascun d'aproximadament 200 micres de diàmetre, que és aproximadament el doble del diàmetre d'un cabell humà. També hi ha nombrosos microporus, cadascun d'uns 50 nanòmetres de diàmetre, al níquel-ferro ultra prim. recobriment d'aliatge. L'elèctrode té una gran superfície a causa dels microporus tant al recobriment com a l'interior. Això facilita l'alliberament i l'escapament de l'oxigen generat durant l'electròlisi. L'escapament insuficient de la bombolla d'oxigen és sovint la causa d'un ús reduït dels elèctrodes.
La combustió d'hidrogen només produeix aigua, la qual cosa la converteix en una font d'energia neta i eficient. Si es pot produir a gran escala i a baix cost, podria ajudar a satisfer la creixent demanda energètica del món, reduir la contaminació i frenar l'escalfament global.
L'ús d'elèctrodes d'aliatge de níquel d'alta activitat i estabilitat és prometedor en l'electròlisi d'aigua alcalina. La preparació reeixida d'elèctrodes d'estructura porosa multietapa formats sota una forta evolució de gas també proporciona noves idees per optimitzar l'estructura d'altres elèctrodes d'evolució de gas.