Прорыв в производстве зеленого водорода: новый катализатор от японских ученых

Исследователи из Института передовых материалов Университета Тохоку (WPI-AIMR) разработали революционный катализатор для получения водорода из воды. Научная работа, опубликованная в престижном журнале Angewandte Chemie International Edition, представляет инновационный материал Ru3Zn0.85W0.15Ox (RZW).
Прорыв в производстве зеленого водорода: новый катализатор от японских ученых
Изображение носит иллюстративный характер

Команда ученых под руководством доцента Хао Ли создала катализатор, значительно улучшающий реакцию выделения кислорода (OER) в кислотных условиях. Это достижение открывает новые перспективы для эффективного производства экологически чистого водорода путем расщепления воды.

Уникальность разработанного катализатора заключается в его составе, включающем рутений (Ru), цинк (Zn) и вольфрам (W). Цинк выступает в роли жертвенного компонента, в то время как вольфрам действует как электроноакцепторный элемент, что обеспечивает оптимальную работу системы.

Механизм действия катализатора основан на сложном процессе, начинающемся с растворения цинка и высвобождения электронов. Затем происходит захват электронов вольфрамовыми частицами и их накопление на участках рутения. Стабильность системы обеспечивается размещением атомов вольфрама на мостиковых позициях, что сохраняет активную конфигурацию рутения.

Исследователи использовали широкий спектр передовых аналитических методов для изучения свойств катализатора. Среди них рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия высокого разрешения, фурье-преобразование протяженной тонкой структуры рентгеновского поглощения и теоретические расчеты методом функционала плотности.

Работа проводилась на базе Цифровой каталитической платформы (DigCat), что позволило провести всестороннее исследование материала. Результаты показали высокую каталитическую активность и стабильность нового соединения в условиях промышленного применения.

Следующим этапом исследований станет тестирование RZW катализатора в полноценных электролизных системах и оценка его эффективности в реальных условиях. Особое внимание будет уделено масштабированию технологий производства водорода с использованием нового катализатора.

Разработка представляет собой значительный шаг вперед в решении проблем высокой каталитической активности и долговечности материалов для получения водорода. Это открытие может существенно повлиять на развитие возобновляемой энергетики и сделать производство зеленого водорода более доступным.


Новое на сайте

20072Эффект красоты решает исход собеседования до первых слов 20069Как черта характера крадёт деньги на переговорах 20068Карточная игра против главной дисфункции команды 20066Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение? 20065СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло так... 20064Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет 20063Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках 20062Кости в бухте Эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века 20061Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов Шанхая 20060Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19 20058Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет? 20057Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние 20056Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?
Ссылка