Новый катализатор для выработки водорода превосходит платину

Катализатор из наночастиц с атомами рутения разработан американскими специалистами для выработки водорода в процессе электролиза щелочной воды. Изобретение преобразит чистую энергетику.

Электрохимическое расщепление воды для выработки водорода — важный этап в получении чистого топлива. В настоящее время большая часть усилий по сокращению стоимости сосредоточена на поиске альтернатив платиновому катализатору, сообщает EurekAlert. В Калифорнийском университете Санта-Круз нашли многообещающий материал.

Ученые обратили внимание на впечатляющие возможности рутения и азота в углеродных наноматериалах. Электронная микроскопия и элементальное картирование материала показали, что есть разница между наночастицами рутения и отдельными атомами.

Основная каталитическая активность проходит как раз рядом с атомами. Это был момент прорыва для ученых.

Затем ученые раскрыли причину такого явления. Расчеты показали, как рутений образует связи с углеродом и азотом в этом материале, и как это понижает барьер реакции, улучшая каталитическую активность.

Исследователи уже подали патентную заявку на свое изобретение. Они подчеркивают, что рынок для более дешевых и эффективных катализаторов на основе рутения уже есть. Для их внедрения не придется коренным образом менять технологический процесс — электролиз щелочной воды широко используется в химической промышленности, равно как и родственный процесс хлор-щелочного электролиза. Для него тоже может применяться рутениевый катализатор.

Ключевым элементом в производстве доступных по цене водородных топливных элементов может стать марганец, считают химики из Нью-Йорка. Это один из самых распространенных элементов в земной коре, и ученые смогли повысить его стабильность.