DTU-forskere finder nanopartikler til billigere brintproduktion

Nanopartikler kan blive afgørende for design af effektive, billige brintkatalysatorer og kan dermed bringe verden tættere på et nyt energisystem, der ikke baserer sig på fossile brændstoffer.

I en række forsøg har forskere på DTU vist, at der sker en produktion af brint på molybdænkanten af nanopartikler af molybdændisulfid (MoS2), og at kantlængden på nanopartiklerne er afgørende for brintproduktionen.

Professor Ib Chorkendorff og en lang række forskere fra Center for Individuel Nanopartikel Funktionalitet står bag forskningsresultatet, der fredag offentliggøres i det videnskabelige tidsskrift Science.

Brint er en af de oplagte kandidater til et renere energisystem. Men der er stadig mange tekniske problemstillinger, der skal løses, før et brintsamfund eventuelt kan blive til en realitet.

Brintpillen som DTU har udviklet, og som i dag videreudvikles i firmaet Amminex, søger at løse problemet med opbevaring og transport. Produktion af brint er et andet af de problemer, der skal løses.

Platin velegnet, men kostbart

Brint kan produceres på mange måder: En af er at benytte for eksempel vand til elektrokemisk dannelse af molekylært brint (H2) ud fra to brintkerner og to elektroner. Platin er en yderst velegnet katalysator for denne proces.

»Men platin er et kostbart og sjældent materiale,« siger Ib Chorkendorff.

Et interessant alternativ er MoS2, som dog i sit udgangspunkt er ubrugeligt til brintproduktion.

I en artikel fra 2005 i Journal of American Chemical Society viste DTU-forskerne teoretisk, at der fra nanopartikler af MoS2 kan ske en brintudvikling.

Eksperimentelt bevist

Et er en teoretisk udregning, noget andet er et eksperimentelt bevis, som forskerne nu har præsteret. En række forsøg viser, at det er på molybdænkanten af de små nanopartikler, at der sker en produktion af brint i overensstemmelse med teoretiske beregninger.

Tidligere studier hos Haldor Topsøe og Aarhus Universitet har vist, at ved industriel afsvovling er det svovlkanten af de samme partikler, der er aktiv.

»Det er således både gode og dårlige kanter - alt efter formålet,« siger Ib Chorkendorff.

Nu, da det er fastslået, hvordan MoS2 virker som katalysator, kan man forsøge at optimere processen.

I øjeblikket er det kun et ud af fire atomer på kanten, der er aktiv i katalysen. Kan man ved at tune elektronstrukturen få alle kantatomer involveret eller optimeret, vil MoS2 nærme sig platin i effektivitet.

Emner : Nanoteknologi