Tecnologia per la produzione di idrogeno attraverso l'elettrolisi dell'acqua

L'idrogeno è una fonte di energia pulita. L'elettrolisi dell'acqua utilizzando un elettrodo realizzato in una lega di ferro-nichel galvanizzata è stata avviata come un modo tecnicamente fattibile per generare idrogeno. la lega di nichel ferrico elettrolitico viene utilizzata come elettrodo nell'elettrolisi dell'acqua. Si prevede che il metodo sarà utilizzato per la produzione di massa di combustibile pulito, in particolare idrogeno, grazie al suo basso costo e all'elevata efficienza. Questa tecnologia utilizza un materiale metallico poroso economico che non necessita di rivestimento in metalli preziosi. Ciò consente alle bolle di ossigeno generate dall'acqua elettrolitica di fuoriuscire rapidamente, migliorando così l'efficienza produttiva.

È stato riferito che l'elettrodo in lega ferro-nichel è l'elettrodo con la massima efficienza di produzione di ossigeno nell'elettrolita alcalino. Il processo utilizza nichel e ferro come materie prime, che sono economiche e facili da produrre. Ciò è in contrasto con altre tecnologie di elettrolisi dell'acqua che richiedono metalli rari preziosi come catalizzatori e materiali per elettrodi. L'elettrodo possiede una ricca struttura dei pori e un'elevata area superficiale specifica e la sua attività catalitica OER supera quella di molti catalizzatori a base di nichel precedentemente riportati. L'attività catalitica intrinseca degli elettrodi porosi in lega ferro-nichel è influenzata dal loro contenuto di Fe. Questa attività è massima quando la frazione molare Fe raggiunge il 15%.Ni0.85Fe0.15-180-3 mostra un'elevata stabilità in condizioni di elettrolisi dell'acqua industriale e le sue prestazioni dopo 250 ore di funzionamento mostrano nessun degrado significativo.
Durante l'elettrolisi, la corrente elettrica decompone l'acqua in idrogeno e ossigeno. La bassa efficienza, l'alto costo della produzione di ossigeno dagli elettrodi e il consumo di molta elettricità sono una delle principali difficoltà tecniche per l'elettrolisi dell'acqua per raggiungere la produzione industriale.

La lega ferro-nichel contiene numerosi micropori, ciascuno di circa 200 micron di diametro, ovvero circa il doppio del diametro di un capello umano. Ci sono anche numerosi micropori, ciascuno di circa 50 nanometri di diametro, nella lega ultrasottile di nichel-ferro rivestimento in lega. L'elettrodo ha un'ampia superficie grazie ai micropori sia nel rivestimento che all'interno. Ciò facilita il rilascio e la fuoriuscita dell'ossigeno generato durante l'elettrolisi. Una fuga insufficiente delle bolle di ossigeno è spesso la causa di un utilizzo ridotto degli elettrodi.
La combustione dell’idrogeno produce solo acqua, rendendola una fonte di energia pulita ed efficiente. Se potesse essere prodotto su larga scala e a basso costo, potrebbe contribuire a soddisfare la crescente domanda energetica mondiale, ridurre l’inquinamento e frenare il riscaldamento globale.
L'uso di elettrodi in lega di nichel ad alta attività e stabilità si rivela promettente nell'elettrolisi dell'acqua alcalina. La riuscita preparazione di elettrodi a struttura porosa multistadio formati durante una forte evoluzione del gas fornisce anche nuove idee per ottimizzare la struttura di altri elettrodi di evoluzione del gas.