El Dr. Kee Young Koo realiza un experimento de síntesis de catalizador utilizando la tecnología recientemente desarrollada. Crédito: Kier
Un equipo de investigación ha desarrollado un método novedoso y más rentable para sintetizar catalizadores de descomposición de amoníaco. Este nuevo enfoque permite una producción de hidrógeno más eficiente a partir del amoníaco y se espera que haga una contribución significativa a la realización de una economía de hidrógeno.
Los hallazgos son publicado en el diario pequeño. El equipo fue dirigido por el Dr. Kee Young Koo del Departamento de Investigación de Hidrógeno en el Instituto de Investigación de Energía de Corea (KIER).
Compuesto por tres átomos de hidrógeno y un átomo de nitrógeno, el amoníaco tiene un alto contenido de hidrógeno, lo que lo convierte en un portador de hidrógeno prometedor para el transporte de larga distancia y el almacenamiento a gran escala. Con la infraestructura global para su transporte y almacenamiento ya en su lugar, el amoníaco ofrece un medio más económico de suministro de hidrógeno en comparación con otros portadores. Sin embargo, la tecnología para descomponer el amoníaco para producir hidrógeno en el punto de demanda aún se encuentra en las primeras etapas del desarrollo.
El núcleo de esta tecnología radica en el uso de catalizadores de Ruthenium (RU). El rutenio permite una descomposición rápida de amoníaco a temperaturas más bajas, entre 500 ° C y 600 ° C, que es más de 100 ° C más bajo que la requerida por otros catalizadores. Sin embargo, el desafío es que el rutenio es un metal extremadamente raro que solo se encuentra en unos pocos países, lo que dificulta la adquisición.
Hasta ahora, el rutenio se ha utilizado en forma a nanoescala para maximizar el rendimiento incluso en pequeñas cantidades. Sin embargo, la producción a gran escala de nanocatalizadores involucra procesos complejos y altos costos de fabricación, lo que obstaculiza la comercialización de la tecnología de descomposición de amoníaco.
En respuesta, el equipo de investigación desarrolló un nuevo método de síntesis de catalizador de rutenio basado en el proceso de poliol, con el objetivo de mejorar la viabilidad económica del catalizador. El catalizador producido a través de este método demostró un rendimiento de descomposición de amoníaco más de tres veces más alto en comparación con los catalizadores convencionales.
El proceso de poliol aplicado por el equipo de investigación se usa comúnmente para sintetizar metales en nanopartículas. En los procesos convencionales, se agregan agentes de limitación para evitar que las partículas se agrupen, pero esto hace que el proceso sea más complejo y aumenta los costos. Para abordar esto, el equipo ideó un método para controlar la agregación de nanopartículas sin el uso de agentes de limitación.
El equipo de investigación se centró en el hecho de que la longitud de las moléculas orgánicas conocidas como cadenas de carbono afecta el grado de agregación de partículas. Presumieron que al controlar la estructura y la longitud de estas cadenas de carbono, la agregación de nanopartículas podría suprimirse de manera efectiva sin la necesidad de aditivos.
El catalizador desarrollado por el equipo de investigación (forma de polvo izquierdo, forma de pellet derecha). Crédito: Kier
A través de experimentos, el equipo de investigación confirmó que el uso de butilenglicol, que tiene una larga cadena de carbono, permitió que las partículas de rutenio de 2,5 nm se dispersen uniformemente sin la necesidad de agentes de limitación. También verificaron la formación de ‘sitios B5’, los sitios activos donde ocurren reacciones de producción de hidrógeno.
El catalizador resultante superó significativamente a los catalizadores existentes. En comparación con los catalizadores de rutenio convencionales que no usaron butilenglicol, la energía de activación se redujo en aproximadamente un 20%, y la tasa de formación de hidrógeno aumentó en 1,7 veces.
Además, al comparar el rendimiento de descomposición de amoníaco por unidad de volumen, el catalizador demostró más de tres veces mayor eficiencia que las producidas utilizando métodos de síntesis convencionales, destacando su excelente potencial económico.
El Dr. Kee Young Koo, el investigador principal, declaró: “La tecnología de síntesis de catalizador de descomposición de amoníaco desarrollada en este estudio es una solución práctica para superar las limitaciones y los problemas de costos asociados con la producción en masa de nanocatalizadores convencionales. Se espera que contribuya a la localización y comercialización de la tecnología de catalización de descomposición de amonios”.
“Planeamos avanzar con la verificación del rendimiento a través de la producción en masa de catalizadores de tipo perdón y aplicación en varios sistemas de agrietamiento de amoníaco”.
Más información: Kyoung deok Kim et al, síntesis fácil intermediada de poliol de nanocatalizadores basados en el sitio de B5 -sitios para la producción de hidrógeno sin Cox a través de la descomposición de amoníaco, pequeños (2024). Doi: 10.1002/smll.202407338
Información en el diario: pequeño
Proporcionado por el Consejo Nacional de Investigación de Ciencia y Tecnología
Cita: el catalizador rentable permite la descomposición de la triple eficiencia del amoníaco para el hidrógeno limpio (2025, 9 de julio) Recuperado el 9 de julio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-07-efective-catalst-enables-tiple-eficiencia.html
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