Co można zrobić, aby elektroliza wody zachodziła wydajnie, bez dużych nakładów energetycznych, a w efekcie powstawało dużo wodoru? Trzeba zastosować katalizator. Istnieją dwa zasadnicze rodzaje „wspomagaczy” dla elektrolizy wody – polimerowe i alkaliczne. Naukowcy z Uniwersytetu w Szanghaju wzięli na warsztat domieszkowanie molibdenem jako sposób na zwiększenie elektrokatalizy. Wyniki opublikowali w Nano Research.
Czytaj też: Tak wygląda kolej przyszłości. Pociągi na wodór to tylko część rewolucji
Badania polegały dokładnie na zastosowaniu domieszek molibdenu w katalizatorach opartych na fosforku niklu i kobaltu (NiCoP). Do nanoigieł elektrokatalizatora dodali nieznaczne ilości molibdenu. Eksperyment był prowadzony w środowisku alkalicznym. Okazało się, że drobny dodatek nowego pierwiastka poprawił wnikanie reagentów i uwalnianie pęcherzyków wodoru.
Zielony wodór dzięki metalom ciężkim. Jakim kosztem chcemy dokonać tej transformacji?
Pomiary pracy katalizatora wykazały niskie nadpotencjały wydzielania wodoru o wartości 38,5 mV i 217,5 mV odpowiednio dla gęstości prądu 10 mA/cm2 i 500 mA/cm2. Autorzy badań donoszą również, że wystarczyło tylko niespełna 1,978 V, aby osiągnąć gęstość prądu rzędu tysiąca mikroamperów na centymetr kwadratowy. Reasumując, potrzeba relatywnie niewielkiego napięcia i otrzymujemy satysfakcjonującą ilość wydzielanego się wodoru w drodze elektrolizy.
Naukowcy dodają również, że ich rozwiązanie z molibdenem można zastosować z łatwością w wielkoskalowych projektach elektrolizerów alkalicznych. My jednak możemy mieć pewne obawy co do tego pomysłu. Zasoby naturalne molibdenu na świecie są bardzo niewielkie, w skorupie ziemskiej jest jego 1,5 cząstek na milion, a w wydobyciu dominuje trójka państw: Chiny, USA i Chile.
Czytaj też: O tej Polce było zdecydowanie za cicho. Wróciła do kraju i dokonała przełomu z wodorowym paliwem
Zresztą w przypadku niklu i kobaltu również sprawa ma się podobnie. Eksploatacja tych pierwiastków sprowadza się do ledwie kilku lokalizacji na świecie. Większość światowych zasobów kobaltu pochodzi z Demokratycznej Republiki Konga i Zambii z tzw. Pasu Miedzionośnego. Poziom bezpieczeństwa w tych krajach (zwłaszcza w DRK) jest niski, warunki pracy często niewolnicze, a zyski z eksploatacji mają głównie zagraniczne przedsiębiorstwa, a nie firmy zarejestrowane w DKR czy Zambii.
Przy takiej sytuacji nowe doniesienia chińskich uczonych trochę bledną. Musimy zadać sobie pytanie, jakim kosztem chcemy przechodzić zieloną transformację i czy wykorzystanie również nieodnawialnych zasobów metali ciężkich jest jeszcze „zielone” i zrównoważone. Zwłaszcza jeśli chcemy je dalej eksploatować w regionach niestabilnych i skorumpowanych.
