Сульфид молибдена признан лучшим катализатором для солнечного топлива

Немецкие специалисты создали серию слоев сульфида молибдена. Материалы протестировали в разных условиях для проверки их эффективности в роли катализатора для производства солнечного топлива.

Катализаторы – необходимая составляющая реакции синтеза водорода с помощью солнечного света. Сульфиды молибдена (MoSx) считаются перспективным продуктом. Они дешевле катализаторов из платины и рутения. Команда ученых из Берлинского центра материалов и энергии им. Гельмгольца, работавшая под руководством профессора Себастьяна Фихтера, протестировала несколько типов оксида молибдена. Образцы на разных подложках подвергались воздействию температур в диапазоне от комнатной до 500°С. Морфология и структура слоев менялась с увеличением нагрева. При больших температурах формировались кристаллические участки. В нормальных условиях сульфид оставался аморфным. У таких образцов оказалась наибольшая каталитическая активность.

Аморфный материал при электролизе воды выделял не только водород, но и сероводород в начальной форме. Сера для последнего поступала из катализатора – процесс повышал его активность. Исследователи сосредоточились на этом явлении.

Спектроскопические анализы показали, что в продукте со временем формируются нанокристаллические регионы дисульфида молибдена. К их появлению ведет выход серы из катализатора. Одновременно снижается выработка сероводорода, делая синтез водорода доминирующим процессом.

 «Островки MoS2 на участках с низким содержанием серы действуют как каталитически активные частицы», — объяснила Фаньсин Си, проводивший измерения в рамках докторской диссертации.

Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Catalysis.

«Понимание этого поможет в дальнейшем улучшать эффективность и стабильность катализаторов для электролиза воды, а также соединять материал с устройством, работающим только на солнечных лучах», — подытожил Фихтер.