Американские химики из Университета штата Орегон разработали новый катализатор для экологичного получения водорода. Статья об исследовании опубликована в журнале Science Advances.
Традиционный метод получения водорода — паровая конверсия метана, который является частью природного газа. Однако этот процесс не экологичен, так как побочным продуктом является парниковый углекислый газ. Более «зеленым» способом получения водорода считается электрохимическое расщепление воды. Но этот способ довольно дорогой, что препятствует его активному применению. Улучшить эффективность и снизить стоимость процесса может помочь использование катализаторов — веществ, которые ускоряют реакцию, но не расходуются во время ее проведения.
Исследуя катализаторы, которые можно использовать при получении водорода, ученые сосредоточились на структурных изменениях, которые могут происходить в катализаторах во время реакции. Иногда эти изменения обратимые, иногда — нет. Считается, что необратимые структурные изменения ухудшают стабильность катализатора, из-за чего уменьшается его активность. Далее химики изучали, как меняется структура и состав поверхности на атомном уровне.
Ученые выяснили, при использовании в качестве активной фазы катализатора аморфного гидроксида иридия реакция проходила в 150 раз эффективнее, чем при применении гидроксида иридия перовскитной структуры. Более того, такой катализатор был практически на три порядка лучше, чем традиционно используемый оксид иридия.
«Мы обнаружили как минимум две группы веществ, которые, несмотря на то что претерпевают необратимые структурные изменения, в роли катализаторов для получения водорода выступают значительно лучше тех, что применяются в данный момент. При использовании таких катализаторов можно получать водород с ценой 2 доллара за килограмм, а потенциально — 1 доллар за килограмм. Такая стоимость дешевле, чем у загрязняющего атмосферу способа получения водорода, который используется на предприятиях сейчас. Благодаря этому мы также сможем помочь достичь цель США — снизить выбросы до нуля к 2030 году», — прокомментировал Чжэньсин Фэн, руководитель исследования.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
