«Вечный» катализатор с платиной поможет в получении водорода
Южнокорейские ученые сообщили о создании нового катализатора для получения водорода из воды, продемонстрировавшего необычно высокую устойчивость при длительной работе. Материал на основе платины и никеля сохранил практически исходную эффективность после 3 000 часов непрерывной эксплуатации. Для водородной энергетики такой результат может иметь значение не меньшее, чем повышение самой производительности электролизеров: дорогостоящая замена деградирующих компонентов остается одним из препятствий для масштабирования технологии, сообщает tass.ru.
Разработкой занималась группа Корейского института материаловедения (KIMS) совместно с исследователями Пусанского национального университета и университета POSTECH. Ученые сосредоточились на проблеме, которая долгое время ограничивала применение платиново-никелевых катализаторов в щелочном электролизе. При работе установки атомы никеля постепенно растворяются в электролите, из-за чего меняется структура поверхности материала и падает его эффективность.
«Вечный» платиновый катализатор
Исследователи решили проблему не простым увеличением количества металла, а изменением расположения атомов внутри катализатора. Компьютерное моделирование показало, что упорядоченная структура PtNi способна значительно сильнее удерживать никель. После этого полученную модель проверили экспериментально. В обычном неупорядоченном катализаторе после испытаний исчезло около 54% первоначального количества никеля, тогда как в новой структуре потери составили лишь около 9%.
Читайте по теме: морская вода плюс солнце — никелевый катализатор получает водород без лишних добавок
Особенно важным стало испытание не только небольшого лабораторного образца. Новый материал установили в трехсекционный электролизер с рабочей площадью 64 кв. см и обеспечили непрерывную работу в течение 3 000 часов — примерно 4 месяцев. За это время снижение производительности оказалось менее 2%. Именно переход от лабораторного эксперимента к испытанию в крупноформатном стеке делает результат более значимым для будущего промышленного применения.
Южнокорейские ученые продолжат работу с платиновым катализатором
Масштабирование, однако, еще предстоит доказать. Испытание продолжительностью 3 тыс. часов — серьезный показатель, но промышленное оборудование должно работать значительно дольше и в условиях постоянных изменений нагрузки, характерных для установок, связанных с солнечной и ветровой генерацией. Кроме того, экономический эффект будет зависеть не только от срока службы катализатора, но и от стоимости платины, электроэнергии, мембран и самого электролизного оборудования.
Тем не менее разработка решает одну из наиболее конкретных технических проблем зеленого водорода. По оценке МЭА, установленная мировая мощность электролиза в 2025 г. превысила 4 ГВт, увеличившись примерно вдвое за год. При дальнейшем расширении рынка надежность материалов становится критически важной, поскольку даже эффективный электролизер теряет экономический смысл при слишком частой замене дорогостоящих компонентов.
Если корейским ученым удастся подтвердить устойчивость нового катализатора на более длительных испытаниях и снизить количество платины, технология может перейти из категории перспективных лабораторных разработок в промышленный сектор. В таком случае главным достижением станет не просто получение водорода из воды, а возможность делать это стабильнее и дешевле — именно этого сегодня не хватает для масштабного распространения низкоуглеродной водородной энергетики.
Ранаа на сайте pronedra.ru писали, что шлак и CO₂ превращаются в зелёный водород — новый процесс из Университета Огайо
