Исследование нанопузырьков для улучшения производства зеленого водорода

В новом исследовании опубликовано в Труды Национальной академии наукИсследователи из Университета Твенте добились значительных успехов в понимании поведения микро- и нанопузырьков на электродах во время электролиза воды. Этот процесс имеет решающее значение для производства (зеленого) водорода. Эти крошечные пузырьки образуются на электродах, блокируя поток электричества и снижая эффективность реакции.

Экономика возобновляемого водорода значительно снижает воздействие глобального потепления по сравнению с экономикой ископаемого топлива. Однако производству водорода существенно препятствуют пузырьки на микро- и наноуровне. Поэтому исследователи из Университета Твенте пытаются точно понять, как эти крошечные пузырьки формируются и прилипают к электродам, чтобы наконец избавиться от них.

При поддержке передового молекулярного моделирования Детлеф Лозе и его команда разработали теорию, которая может успешно предсказать плотность электрического тока, необходимую для того, чтобы нанопузырьки могли бесконтрольно расти и отделяться, тем самым освобождая электрод для дальнейшего производства водорода.

Это открытие имеет решающее значение, поскольку оно позволяет прогнозировать и контролировать поведение пузырьков, гарантируя, что электролиз может проходить с минимальными нарушениями. Исследование основано на общепринятой теории стабильности поверхностных нанопузырьков (модель Лозе-Чжана) и расширяет ее, включив в нее плотность электролитического тока для прогнозирования поведения пузырьков.

Благодаря улучшенным знаниям ученые и инженеры теперь могут работать над улучшением отделения пузырей. Помимо повышения общей эффективности электролиза воды, эту работу можно использовать и для других систем, в которых образуются пузырьки газа, например, в катализе.