Японские ученые добавили к иридиевому катализатору оксид марганца так, что атомы первого не соприкасались друг с другом. Это сделало производство водорода выгоднее: количество требуемого иридия снизилось на 95%. Продуктивность выработки водорода при этом не изменилась — новый катализатор способен непрерывно вырабатывать водород в течение четырех месяцев с эффективностью 82%. Авторы уже сотрудничают с промышленными партнерами и планируют максимально сократить количество необходимого иридия для производства альтернативных источников энергии. Исследование опубликовано в журнале Science.
Вода покрывает 71% территории Земли, поэтому водород — один из ее компонентов — является действительно возобновляемым источником энергии. Однако пока ученым не удается полностью заменить ископаемое топливо на водород. В настоящее время мировое производство энергии на основе топлива составляет почти 18 тераватт, и альтернативные экологически чистые методы должны обеспечивать такие же показатели.
Один из самых экологичных способов извлечения водорода из воды — электрохимическая реакция с участием катализатора. Лучше всего для этой роли подходят редкие металлы, в частности иридий. Он обеспечивает высокую скорость и стабильность получения водорода, однако содержится в земле в небольших количествах.
«Иридий настолько редок, что для увеличения глобального производства водорода до тераваттных масштабов, по оценкам, потребуются запасы металла на 40 лет вперед», — рассказал Шуан Конг, соавтор исследования из Научно-исследовательского института RIKEN, Япония.
Японские ученые решили найти другие способы получения водорода с высокой производительностью. Они провели реакцию замещения лигандов гексахлориридата(IV) калия (K2IrCl6) на оксид марганца (MnO2). В результате атомы иридия на кусочке оксида марганца расположились таким образом, чтобы атомы редкого металла не соприкасались друг с другом. Общее количество требуемого иридия снизилось на 95%, а выработка водорода осталась такой же продуктивной, что и раньше. Благодаря новому катализатору ученые организовали непрерывное производство водорода в течение более 3 тысяч часов (около четырех месяцев) с эффективностью 82%. По словам ученых, это удалось благодаря редкой и высокоактивной степени окисления иридия.
Уровень производства водорода, достигнутый с помощью нового катализатора, имеет большой потенциал. Команда уже начала сотрудничать с промышленными партнерами, а в будущем планирует продолжить изучение химического взаимодействия иридия с оксидом марганца и максимально сократить количество необходимого иридия.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
