Forskerne har længe jagtet et billigt alternativ til platin, der kan katalysere processen, der omdanner to brintioner og to elektroner til et brintmolekyle. Hvis det lykkes, kan brint i stort omfang udnyttes som energibærer i forbindelse vedvarende energi.
De har længe haft kik på molybdænsulfider, og nu har Jakob Kibsgaard, der er postdoc med tilknytning til både Aarhus Universitet og Stanford University i USA, vist, at nanopartikler af Mo3S13 er en fremragende katalysator.
Han påstår selv, at det er den hidtil bedste ikke-platin-katalysator, som kan skaleres op til industriel produktion.
Tidligere er molybdændisulfid (MoS2) blevet rigt studeret, men det har vist sig at være en elendig katalysator. Det skyldes, at molekylet har en flad struktur som grafit. Det er en kedelig egenskab, da det kun er kanterne i strukturen, der er aktive i katalysen.
Jakob Kibsgaard forklarer, at han faldt over Mo3S13 i en 30 år gammel artikel om molybdænsulfider.
»Der var ikke noget fladt ved den, så jeg tænkte den måtte være en rigtig god katalysator,« siger Jakob Kibsgaard.
Han fik forbindelsen fremstillet, målt med en scanning-tunnelmikroskop og testet for brintudvikling – med godt resultat. Resultatet er nu offentliggjort i tidsskriftet Nature Chemistry.
Supersimpel fremstilling
Der er ingen ben i at fremstille materialet, forklarer Jakob Kibsgaard:
»Det er supersimpelt.«
Man tager et molybdænsalt, tilsætter polysulfid, koger det i fem dage, og ud kommer røde krystaller af molybdænsulfid. Dem opløser man i metanol og drypper ned på en overflade, og så er man færdig.
Til trods for sin store involvering i ledelsen af Carlsberg og Carlsbergfondet har professor Flemming Besenbacher fra Aarhus Universitet har haft tid til at deltage i Jakob Kibsgaard projekt og er medforfatter på artiklen i Nature Chemistry.
Ifølge Besenbacher er der tale om et stort og meget nødvendigt gennembrud i forhold til opskalering.
Mo3S13 er ikke det eneste molybdænsulfid, der har vakt interesse. Forskere på DTU har tidligere opnået gode resultater med Mo3S4.
Molybdænsulfidkatalysator integreret med solcelle
Skal man spalte vand med solens lys som energikilde, må man integrere en solcelle i processen og desuden finde en god katalysator på iltsiden – især det sidste er et stort problem.
Integration af molybdænsulfidkatalysatorer med solceller er noget, som to forskergrupper fra Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) i Schweiz også har kastet sig over.
Tidligere i denne måned offentliggjorde de i Nature Communications, at de har deponeret molybdænsulfid på en kobberoxid-fotokatode.
Fotokatoden omdanner sollys til elektrisk strøm, og molybdænsulfid fungerer som katalysator for produktionen af brint. Det mener de schweiziske forskere repræsenterer state-of-the-art inden for brintproduktion baseret på solenergi.
Leave a Reply