Hỗn hợp này bao gồm một số nguyên tố dồi dào trên Trái đất, có khả năng được sử dụng để tạo ra hydro hiệu quả mà không cần kim loại quý hiếm như bạch kim. Các nhà nghiên cứu đã công bố phát hiện trên tạp chí ACS Nano.
Hydro xanh được coi là chất mang năng lượng của tương lai. Hydro cung cấp một cách để lưu trữ năng lượng xanh trong thời gian dài. Điều này khiến hydro đặc biệt quan trọng để sản xuất một cách hiệu quả nhất có thể.
Điện phân nước là một trong những phương pháp bền vững nhất để sản xuất hydro xanh. Tuy nhiên, với các phương pháp điện phân hiện tại, chúng ta cần rất nhiều nguyên liệu hiếm và đắt tiền, hoặc quy trình không đủ hiệu quả.
“Hiện tại, các máy điện phân hiệu quả nhất có chứa bạch kim và iridi. Đây là những yếu tố cần thiết cho các điện cực tạo ra khí hydro và oxy từ nước. Tuy nhiên, bạch kim và đặc biệt là iridi lại quá hiếm. Đó là lý do tại sao chúng tôi không ngừng tìm kiếm vật liệu điện cực”, ông Chris Baeumer - nhà nghiên cứu tại UT giải thích.
Nhà nghiên cứu và nhóm đã tìm thấy chính xác những gì họ đang cần trong một vật liệu mới. Đó là một hợp chất chứa năm kim loại chuyển tiếp khác nhau. Năm kim loại chuyển tiếp chỉ hoạt động vừa phải khi được sử dụng làm chất xúc tác. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu phát hiện, hoạt động kết hợp mang lại hiệu quả vượt trội hơn các hợp chất riêng lẻ với hệ số lên tới 680.
“Chúng tôi kỳ vọng rằng, độ ổn định so với vật liệu tổng hợp truyền thống sẽ được nâng cao. Tuy nhiên, khi chúng tôi bắt đầu thử nghiệm, hoá ra hoạt động này mang lại hiệu quả cao hơn nhiều. Các kim loại chuyển tiếp riêng lẻ có thể hỗ trợ lẫn nhau. Từ đó, tạo ra vật liệu kết hợp tốt hơn so với tổng các phần của nó trong cái gọi là hiệu ứng tổng hợp”, ông Baeumer giải thích.
Những phát hiện mới không có nghĩa là chúng ta có thể thay thế trực tiếp tất cả các điện cực bằng vật liệu này. Việc kết hợp năm vật liệu khác nhau rất phức tạp. Do đó, đến nay, hoạt động này chỉ được thử nghiệm trong môi trường phòng thí nghiệm.
“Chúng tôi đang so sánh một hỗn hợp mới với các vật liệu được tối ưu hóa để sản xuất quy mô lớn. Điều đó nghĩa là vật liệu mới của chúng tôi vẫn cần được thử nghiệm ở quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, với một số điều chỉnh và nghiên cứu sâu hơn, sự kết hợp các kim loại chuyển tiếp này có tiềm năng để vượt trội hơn giải pháp thay thế hiện có”, Shu Ni - đồng tác giả nghiên cứu chia sẻ.
