Ученые создали новый материал для превращения воды в топливо

Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследователи подчеркнули, что водород является одним из наиболее перспективных и экологичных источников энергии. Процесс получения водорода из воды осуществляется путем разложения молекул воды на водород и кислород с использованием электроэнергии. Для ускорения этого процесса требуются специальные катализаторы.

Новый метод, предложенный учеными, может значительно упростить и удешевить процесс получения водорода, что способствует его более широкому использованию в различных областях, включая энергетику и транспорт.

В современных исследованиях по реакции выделения кислорода в качестве катализатора применяются материалы, содержащие иридий (Ir) - элемент, который встречается в земной коре, но его добыча требует значительных затрат, как сообщил доцент Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Михаил Солдатов. Это делает процесс использования иридия дорогостоящим и неэффективным.

Недавние исследования ученых ЮФУ совместно с коллегами из КНР предложили заменить иридий рутением - элементом, который встречается в земной коре в 5-10 раз больше и широко применяется в различных областях, включая медицину, электронику и химическую промышленность. Это открывает новые перспективы для улучшения процессов катализа и снижения затрат на производство кислорода.

Для достижения оптимальных свойств нового катализатора ученые внесли в его состав небольшое количество других элементов, что позволило провести "тонкую настройку" процессов катализа и повысить эффективность реакции выделения кислорода. Это открывает новые перспективы для развития более эффективных и экономически выгодных методов производства кислорода.

Новый материал, разработанный учеными, обещает революцию в энергетике за счет снижения энергопотребления установок, перерабатывающих воду в топливо. Этот материал также способен уменьшить износ оборудования и предотвратить перегрев элементов установки, что обеспечит более стабильное протекание реакции получения кислорода.

Ученый Солдатов подчеркнул, что новый катализатор значительно снижает перенапряжение для реакции выделения кислорода на десятки милливольт. Это имеет важное значение для водородной энергетики, где каждый милливольт играет решающую роль. По словам Солдатова, значение перенапряжения в 214 мВ превосходит большинство катализаторов на основе оксида рутения, при этом обладая высокой активностью и стабильностью.

Этот прорыв в области катализаторов открывает новые перспективы для эффективного производства водородной энергии и повышения устойчивости энергетических систем.

В рамках дальнейших исследований специалисты вуза в сотрудничестве с коллегами планируют уделить особое внимание разработке катализаторов для ключевых технологических процессов, которые будут иметь важное значение в будущем.

Инициированное Российским научным фондом (Проект № 24-43-00215) исследование направлено на достижение целей Фронтирной лаборатории "Рентгеноспектральной нанометрологии" МИИ ИМ ЮФУ. Лаборатория была создана в рамках стратегического проекта ЮФУ "Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов под управлением искусственного интеллекта" программы "Приоритет-2030" ЮФУ (нацпроект "Молодежь и дети").

Этот проект представляет собой важный шаг в развитии современных технологий и исследований в области материалов. Результаты исследования могут иметь значительное влияние на будущие инновации и прогресс в различных отраслях промышленности.

Источник и фото - ria.ru