Пробив в зелената енергия: Учени получиха водород от вода без благородни метали в катализаторите
През 70-те и 80-те години на миналия век съществуваше конспиративна теория, според която корпорациите криеха технологията за водороден транспорт, за да печелят пари от петрола. Днес производството на водород е неотложна необходимост и по някаква причина корпорациите не изваждат секретните разработки от прашните архиви. Всичко това, защото производството на водород от вода е било скъпо и си остава такова – включително използването на скъпи катализатори. Учени от Съединените щати се опитват да пробият тази стена. И успяват. Вляво на титулното изображение е представен класически катализатор, а вдясно – един нов.
Откритието е направено от изследователи от Вашингтонския университет в Сейнт Луис (Washington University in St. Louis) – те представиха нов катализатор за електролиза на вода и производство на водород. Традиционно за тази цел се използват метали от платинената група, което прави производството на водород нерентабилно за промишлеността. Учените от САЩ са успели да заобиколят този проблем, като са създали ефективен и евтин катализатор без благородни метали.
Вместо платина екипът е използвал хетероструктура, базирана на рениеви и молибденови фосфиди (Re2P/MoP). Тази комбинация осигурява както бързо разцепване на водните молекули, така и ефективно натрупване и отделяне на водород върху повърхността на катализатора. Целта на проекта е достъпно генериране на „зелен“ водород, произведен от електричество от слънчеви и вятърни електроцентрали.
Ключова характеристика на разработката е контролът на мрежата от водородни връзки на границата катализатор-електролит. Изследователите са установили, че именно структурата на прехода от един материал към друг определя скоростта на преноса на протоните и кинетиката на освобождаване на водорода. В публикуваната статия в Journal of the American Chemical Society се казва, че новият катод демонстрира изключително ниско междуфазово съпротивление и високи скорости на реакциите. Системата е работила повече от 1000 часа при промишлена плътност на тока от 1-2 A/cm2, което може да се счита за много сериозен показател за оценка на дълготрайността на електролизери без платина.
Представената технология и композитният катализатор без благородни метали се представиха добре в лабораторни условия. Сега учените ще се опитат да увеличат мащаба на разработката до възможността за производство на водород в промишлени мащаби, а това ще бъде друга история.