Borohydride Hydrolysis Using a Mechanically and Chemically Stable Aluminium‐Stainless Steel Porous Monolith Catalyst Made by 3D Printing

材料科学 催化作用 浸出(土壤学) 硼氢化 化学工程 整体 背景(考古学) 冶金 化学 有机化学 土壤水分 土壤科学 古生物学 工程类 生物 环境科学
作者
Frances Pope,Xhoi Xhaferri,D. J. Giesen,Norbert J. Geels,Jessica Pichler,Gadi Rothenberg
出处
期刊:Chemsuschem [Wiley]
卷期号:18 (3): e202401264-e202401264
标识
DOI:10.1002/cssc.202401264
摘要

Abstract The challenge of moving to a carbon‐free energy economy is highlighted in the context of technology and materials restrictions. Many technologies needed for the so‐called energy transition depend on critical metals such as platinum, lithium, iridium and cobalt. Here we focus on solid borohydride salts as hydrogen carriers, studying catalysts for hydrogen release. We combine metal 3D printing technology and a Raney‐type leaching process to make structured macroscopic catalyst/reactor monoliths of cobalt, aluminium and stainless steel with well‐defined micropores. Remarkably, the blank catalyst samples, which are made only from aluminium and stainless steel (Al‐SS), show high activity and, importantly, high stability in borohydride hydrolysis, with no mass loss and no surface poisoning. The batch results are confirmed in a continuous setup running for 96 h. Catalyst performance is attributed to the stable porous structure, the mechanical stability of the stainless steel macrostructure, and the presence of accessible Al(OH)x sites. This research shows a clear contribution to sustainability based on multi‐factor comparison: The Al‐SS catalyst outperforms the state‐of‐the‐art on mechanical and chemical durability, it is both PGM‐free and CRM‐free, and its preparation follows a simple, scalable and low‐waste procedure.
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