Ученые создали новый материал для превращения воды в топливо

Важность водорода как энергоносителя подчеркивают ученые Южного федерального университета (ЮФУ), представившие новый метод получения этого вещества из воды.

Эксперты отмечают, что водород является одним из наиболее перспективных и экологичных источников энергии. Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, предлагают более доступный материал для процесса извлечения водорода.

Ученые ЮФУ объясняют, что для получения водорода из воды необходимо проводить разложение молекул под воздействием электроэнергии. Однако для ускорения этого процесса требуются специальные катализаторы. Новый метод, предложенный исследователями, может значительно упростить и удешевить процесс извлечения водорода, что способствует расширению его использования в различных отраслях промышленности и технологий.

Энергетическая эффективность и экологическая безопасность водорода делают его важным элементом в переходе к более устойчивым и чистым источникам энергии. Новый метод, разработанный учеными ЮФУ, открывает новые перспективы для использования водорода и способствует развитию экологически чистых технологий.

В современных исследованиях по реакции выделения кислорода в качестве катализатора активно используются вещества с иридием (Ir) – элементом, который добыча которого требует значительных затрат и является дорогостоящим процессом, отметил доцент Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Михаил Солдатов.

Инновационное предложение ученых ЮФУ и их коллег из КНР заключается в замене иридия на рутений – элемент, который встречается в земной коре в 5–10 раз большем количестве и широко применяется в медицине, электронике и химической промышленности. Для достижения оптимальных свойств нового катализатора было внесено незначительное количество других элементов.

Эксперименты показали, что рутений может стать эффективной альтернативой иридию в процессах катализа, обеспечивая не только снижение издержек, но и расширение области применения данного метода в различных отраслях промышленности.

Ученый подчеркнул, что новый материал, разработанный для установок, перерабатывающих воду в топливо, не только снизит энергопотребление и износ оборудования, но и обеспечит более стабильное протекание реакции получения кислорода. Этот материал позволит уменьшить нагревание элементов установки, что важно для оптимального функционирования процесса.

Слова ученого подтверждают, что использование нового катализатора приведет к снижению перенапряжения для реакции выделения кислорода на десятки милливольт. Это имеет критическое значение для водородной энергетики, где каждый мВ играет роль. По словам Солдатова, значение перенапряжения в 214 мВ превосходит большинство катализаторов на основе оксида рутения, при этом обладая высокой активностью и стабильностью.

Новый материал и катализатор не только повысят эффективность процесса, но также сделают его более экономичным и устойчивым. Перспективы применения данной технологии в различных отраслях, включая производство водорода и развитие альтернативных источников энергии, предвещают значительные положительные изменения в сфере энергетики и экологии.

Специалисты вуза с коллегами планируют в дальнейшей работе сосредоточиться на разработке катализаторов для других важных технологических процессов, которые будут иметь значительное значение в будущем. Этот проект исследования получил поддержку Российским научным фондом под номером 24-43-00215 и направлен на решение задач 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 исследования представляет собой важный шаг в развитии новых технологий, которые могут иметь значительное влияние на промышленность и науку в будущем. Работа над разработкой катализаторов для различных технологических процессов является ключевым направлением в деятельности специалистов вуза и их партнеров.

Исследование, проведенное специалистами вуза с поддержкой Российского научного фонда, является частью стратегического проекта ЮФУ, направленного на создание инновационных технологий и материалов с использованием современных методов исследования.

Источник и фото - ria.ru