Một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Gang Wu, chuyên ngành kỹ thuật năng lượng, môi trường và hóa học tại Trường Kỹ thuật McKelvey, Đại học Washington ở St. Louis, dẫn đầu đang tìm cách thay đổi điều đó. Nhóm đã phát triển chất xúc tác cấu trúc dị thể cho thiết bị điện phân nước màng trao đổi anion (AEMWE), giúp tách nước thành hydro và oxy bằng điện từ nguồn tái tạo. Họ đã tạo ra chất xúc tác từ hai loại phosphide, mang lại phương pháp hiệu quả để sản xuất hydro – một nguồn nhiên liệu không phát thải, chi phí thấp.

Wu và cộng sự hướng đến việc thay thế các chất xúc tác sử dụng kim loại nhóm bạch kim vốn rất đắt đỏ. Ý tưởng của họ bắt đầu từ việc tận dụng điện năng tạo ra từ ánh sáng mặt trời, gió hoặc nước để tách hydro từ nước.
Ông Wu chia sẻ: “Chuyển từ nước sang hydro là cách lưu trữ năng lượng rất đáng mong đợi cho nhiều ứng dụng. Hydro có thể đóng vai trò như một chất mang năng lượng và hữu ích trong nhiều ngành công nghiệp hóa chất và sản xuất.”

Bằng cách kết hợp hai loại phosphide, nhóm nghiên cứu đã tạo ra hợp chất composite giúp tăng cường hoạt tính xúc tác trong quá trình tách hydro. Khi tích hợp chất xúc tác này với anode niken-sắt, cathode của họ vượt trội hơn so với cathode tiên tiến hiện có và cả chuẩn PGMs. Đặc biệt, nó có thể vận hành ở tiêu chuẩn công nghiệp hơn 1.000 giờ, trở thành một trong những cathode không chứa PGMs bền nhất cho AEMWE.

Wu cho biết: “Chất xúc tác của chúng tôi cho thấy điện trở thấp nhất trong toàn bộ dải thế điện được nghiên cứu, chứng tỏ tốc độ hấp phụ hydro nhanh nhất. Những chỉ số về hiệu suất và độ bền này khiến nó trở thành một trong những ứng viên hứa hẹn nhất cho các hệ điện cực màng trao đổi anion trong thực tế.”

Hiện tại, các thí nghiệm mới chỉ được thực hiện ở quy mô phòng thí nghiệm, nhưng nhóm nghiên cứu có kế hoạch đánh giá khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp trong thời gian tới.