Недрагоценный водород. Ученые создали катализатор будущего

Это открывает новые перспективы для развития экологически чистых источников энергии. Ученые ТПУ в сотрудничестве с китайскими коллегами смогли создать стабильный и эффективный катализатор для производства водорода.

Новинка, разработанная исследователями, обладает уникальными характеристиками, которые делают ее более прочной и стабильной по сравнению с аналогами на рынке. Это открывает новые возможности для использования водорода не только в химической промышленности, но и в производстве топлива. Согласно опубликованным данным в журнале iScience, новый катализатор превосходит по стойкости и эффективности более дорогие аналоги в семь раз.

Такие инновационные разработки способствуют укреплению позиций водорода как перспективного и экологически безопасного источника энергии. Возможность увеличения производства водорода из воды с использованием нового катализатора открывает новые горизонты для развития современных технологий в области энергетики и экологии.

Эксперты Томского политехнического университета подчеркнули, что атомы водорода играют ключевую роль во Вселенной и считаются одним из наиболее распространенных элементов. Этот газ можно считать возобновляемым источником энергии, так как его получение возможно. Кроме того, важно отметить, что при горении водорода образуется экологически чистый продукт – вода.

Интересно, что, несмотря на преимущества использования водорода, процесс его получения в промышленных масштабах требует значительных затрат и не лишен опасностей, как уточнили специалисты.

Следует отметить, что для генерации водорода с минимальными затратами в промышленности широко применяется электролиз – процесс расщепления молекул воды при прохождении через нее электрического тока. Это позволяет эффективно производить водород, минимизируя потери и уменьшая негативное воздействие на окружающую среду.

Электролиз воды – важный процесс, который требует наличия катализатора для снижения энергозатрат. Однако использование дорогостоящих металлов платиновой группы в качестве катализаторов может быть неэкономичным. Ученые ТПУ и Цзилиньского университета (Китай) предложили альтернативу, разработав простой в получении катализатор на основе карбида молибдена. Этот катализатор обладает высокой стойкостью и, по данным исследователей, превосходит существующие аналоги в семь раз.

Исследование показало, что карбид молибдена обладает значительной каталитической активностью при электролизе воды, что делает его привлекательным вариантом для замены дорогостоящих металлов. Новый катализатор не только экономит ресурсы, но и обладает повышенной эффективностью в процессе разложения воды на кислород и водород.

В результате исследований ученых удалось создать инновационный материал, который может стать ключом к более эффективному и экономически выгодному процессу электролиза воды. Новый катализатор на основе карбида молибдена открывает перспективы для развития устойчивых и доступных технологий производства водорода.

В процессе получения нового катализатора безвакуумным электродуговым методом, который широко используется в производстве сверхтвердых материалов, абразивов, полирующих материалов и износостойких покрытий, необходимо отметить, что этот метод не требует сложного оборудования и изоляции реакционной среды. Синтез происходит на открытом воздухе, что делает его более доступным и экономически эффективным.

Она подчеркнула, что активность катализатора в реакции выделения водорода оценивается по величине перенапряжения. Это позволяет контролировать процесс и повысить эффективность получения конечного продукта.

Кроме того, использование данного метода синтеза карбидов различных элементов открывает новые перспективы для применения этих материалов в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, авиация и медицина. Возможность получения высококачественных материалов без сложных технологических процессов делает этот метод особенно привлекательным для промышленных предприятий.

В поисках более эффективных катализаторов специалисты обратили внимание на величину перенапряжения, которая играет ключевую роль в их работе. У эталонного катализатора на основе платины это значение составляет –31 мВ, что считается оптимальным. Однако у большинства существующих аналогов, производство которых затруднено и дорого, данная характеристика находится в диапазоне –200-250 мВ.

В контексте современных технологий и требований к устойчивости катализаторов, перенапряжение на уровне –148 мВ, характеризующее новый катализатор, становится значимым показателем. Это свидетельствует о потенциале данного материала для применения в различных процессах катализа.

Подчеркивая простоту синтеза нового катализатора, исследователь Васильева указала на необходимость дальнейшего улучшения его характеристик. Планы на будущее включают в себя поиск более эффективных составов и методов синтеза, чтобы создать катализаторы, способные обеспечить более эффективные каталитические реакции.

Томский политехнический университет является одним из ведущих учебных заведений в России, активно участвующим в программе "Приоритет-2030" национального проекта "Наука и университеты". Эта программа направлена на развитие научных и образовательных инициатив в стране.

Университет активно сотрудничает с ведущими научными центрами и инновационными компаниями, что способствует росту научного потенциала и повышению качества образования.

Участие в программе "Приоритет-2030" позволяет Томскому политехническому университету расширить свои научные исследования, развить инновационные технологии и подготовить квалифицированных специалистов, способных конкурировать на мировой арене.

Источник и фото - ria.ru