Найден более дешевый катализатор для синтеза водорода
Исследование, проведенное под руководством Университета Нового Южного Уэльса, предлагает более дешевый и экологически безопасный способ получения водородного топлива из воды.
В проекте участвовали ученые из Суинбернского технологического университета и Университета Гриффита, сообщает phys.org. Выводы исследования опубликованы в Nature Communications.
Команда показала, что разделить молекулы кислорода и водорода можно с помощью катализаторов из дешевых металлов, вроде железа и никеля. Они ускоряют реакции, потребляя меньше энергии. Железо и никель заменят ценные металлы, рутений, платину и иридий, служащие сейчас основой лучших катализаторов для расщепления воды. Процесс предусматривает погружение в жидкость 2 электродов. При подаче тока водород отделяется от кислорода, становясь горючим для топливных элементов.
«Мы покрыли электроды нашим катализатором для уменьшения потребления энергии, — сказал профессор УНЮУ, Чуан Чжао. – Материал включает наномерную границу раздела, где железо и никель встречаются на атомном уровне, становясь активным центром электролиза. Водород захватывается, а кислород выделяется как экологически дружественные отходы».
В 2015 году команда специалисты изобрела никель-железный электрод для эффективного генерирования О2. Сами по себе, металлы были плохими катализаторами синтеза водорода. Но, при соединении на наноуровне, «происходила магия».
«Наномерная зона контакта фундаментально меняла свойства материалов, — сказал Чжао. – Результаты показали, что никель-железный катализатор по активности может соответствовать платиновому. Дополнительным преимуществом является одновременное генерирование водорода и кислорода. Мы уменьшили производственные расходы, использовав распространенные элементы и сократив количество катализаторов».
Цены на металлы показывают, что технология может стать решающим фактором в переходе на водородную экономику. Стоимость железа и никеля – 0,13 и 19,65 долл./кг. Рутений, платина и иридий обходятся в 11,77, 42,13 и 69,58 долл./г.
«Сейчас мы зависим от ископаемого топлива. Но мир стремится перейти на водород, как чистый, доступный источник энергии. Новые катализаторы делают эту цель реалистичной», — сказал Чжао.
Авторы надеются, что технология поможет распространить водородные заправочные станции. Обслуживание автомобиля будет занимать минуты, вместо часов, как при использовании литий-ионных аккумуляторов.
