Ученые создали новый материал для превращения воды в топливо

Они опубликовали результаты своих исследований в журнале Nature Communications. Водород считается одним из наиболее перспективных и экологичных видов энергоносителей, пояснили ученые ЮФУ. Процесс получения водорода из воды осуществляется путем разложения молекул воды на водород и кислород под воздействием электроэнергии. Для ускорения этого процесса требуются специальные катализаторы.

Исследователи изучили новый материал, который может быть использован в качестве катализатора для процесса разложения воды на водород и кислород. Этот материал обладает уникальными свойствами, которые способствуют более эффективному и экономичному получению водорода.

Кроме того, разработка таких инновационных методов для производства водорода из воды имеет большое значение для развития экологически чистых источников энергии. Водород может стать ключевым элементом в переходе к устойчивой энергетике и сокращении выбросов углекислого газа в атмосферу.

В современных исследованиях по выделению кислорода в качестве катализатора активно используются вещества с иридием (Ir), который является редким элементом, сложным для добычи и дорогостоящим материалом. Эксперт Михаил Солдатов из Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ подчеркнул этот факт.

Недавние исследования ученых ЮФУ и Китая предложили заменить иридий на рутений в процессе катализатора. Рутений, в отличие от иридия, более распространен в земной коре и широко применяется в различных отраслях, включая медицину, электронику и химическую промышленность. Для достижения оптимальных свойств нового катализатора в его состав были введены небольшие количества других элементов.

Ученый добавил, что новый материал не только позволит снизить энергопотребление установок, перерабатывающих воду в топливо, но также поможет уменьшить износ оборудования и снизить нагревание элементов установки. Это способствует более стабильному протеканию реакции получения кислорода.

Новый катализатор обладает способностью снизить перенапряжение для реакции выделения кислорода на десятки милливольт, что имеет важное значение для водородной энергетики, где каждый мВ критичен. По словам Солдатова, значения перенапряжения на уровне 214 мВ превосходят большинство катализаторов на основе оксида рутения, при этом обладая большей активностью и стабильностью.

Этот прорыв в разработке материалов для катализаторов открывает новые перспективы для эффективного производства водорода и повышения энергоэффективности процессов переработки воды в топливо. Новый материал может стать ключевым компонентом в создании более устойчивых и эффективных систем энергетики на основе водорода.

Эксперты вуза планируют в дальнейшем сосредоточиться на создании катализаторов для других ключевых технологических процессов, которые будут иметь важное значение в будущем. Они намерены расширить свои исследования и сотрудничество с коллегами в этой области.

Исследование, проведенное специалистами, получило поддержку от Российского научного фонда (Проект № 24-43-00215) и направлено на решение задач Фронтирной лаборатории "Рентгеноспектральной нанометрологии" МИИ ИМ ЮФУ. Эта 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").

Благодаря этому исследованию и сотрудничеству с другими учеными, специалисты намерены значительно углубить свои знания в области катализаторов и их применения в различных технологиях, что позволит создавать более эффективные и инновационные решения для будущего.

Источник и фото - ria.ru