Hidrogenul obținut prin electroliza apei folosind surse de energie curată este considerat un pilon esențial pentru tranziția energetică globală. Totuși, costurile ridicate ale tehnologiei actuale au reprezentat până acum o barieră majoră pentru implementarea sa la scară largă.
Japonia pare să fi găsit o soluție. Cercetătorii de la prestigiosul institut RIKEN au creat un catalizator inovator pe bază de mangan – un metal comun, mult mai ieftin decât metalele prețioase folosite în mod tradițional, precum iridiul sau platina. Conform publicației Farmingdale Observer, noul catalizator ar putea crește producția de hidrogen de până la 10 ori comparativ cu materialele convenționale.
Ce face manganul atât de special?
În mod obișnuit, electrolizoarele de tip PEM (cu membrană schimbătoare de protoni) sunt utilizate pentru producerea hidrogenului datorită eficienței ridicate și reacției rapide la sursele de energie intermitente, cum ar fi energia solară sau eoliană. Cu toate acestea, aceste dispozitive necesită catalizatori foarte performanți și rezistenți la coroziune în medii acide – ceea ce impune folosirea unor metale scumpe și rare.
Prin restructurarea tridimensională a oxizilor de mangan (MnO₂), echipa japoneză a reușit să obțină un material care formează legături mai puternice cu atomii de oxigen, stabilizând astfel procesul electrolitic. Această abordare a dus la un catalizator cu durată de viață extinsă, stabil în condiții acide și capabil să funcționeze la intensități ridicate.
Rezultate promițătoare în laborator
Testele de laborator au demonstrat că acest catalizator poate produce de până la 1.000% mai mult hidrogen decât alți compuși ieftini utilizați până acum. În plus, materialul a funcționat continuu peste 1.000 de ore la o densitate de curent de 200 mA/cm² – un rezultat impresionant pentru un catalizator fără metale rare.
Un articol publicat în revista Nature Catalysis menționează că noul material poate prelungi de până la 40 de ori durata de viață a altor catalizatori pe bază de metale comune, ceea ce ar putea reduce semnificativ costurile de operare ale sistemelor de producție a hidrogenului.
Deși descoperirea este promițătoare, cercetătorii subliniază că este nevoie de teste suplimentare și de adaptări tehnologice pentru a integra materialul în electrolizoare la scară industrială. Totuși, potențialul acestei inovații este uriaș: o soluție viabilă pentru producerea hidrogenului curat, fără a depinde de resurse rare și costisitoare.
Această descoperire plasează Japonia în fruntea cercetării globale în domeniul hidrogenului verde și deschide noi perspective pentru o economie energetică mai sustenabilă și mai accesibilă.
