Dr Hong Peng
Реакции получения водорода никак не могут обойтись без катализатора. Ученые придумали, как использовать для создания дешевых и эффективных каталитических материалов отходы, которые добывающие компании отдают бесплатно
Реакции расщепления воды, в результате которых образуется водород, нуждаются в катализе — ускорении — для эффективного получения конечного продукта. Для этого сегодня применяют редкие и довольно дорогие платину, иридий и рутений или более дешевые, но менее активные металлы, такие как кобальт, никель и железо. В новой работе ученые провели исследования по созданию нового катализатора, использующего лишь небольшое количество этих химически активных металлов.
Химики объединили каталитические активные металлы с полевыми шпатами — минералами алюмосиликатных пород, найденными в отходах горнодобывающей промышленности, за утилизацию которых некоторые компании платят около 30 долларов за тонну. В своем эксперименте авторы запустили реакцию расщепления воды с использованием активированных теплом полевых шпатов, покрытых наночастицами. Конечный продукт содержал примерно в 50–100 раз меньше активных металлов, чем традиционные катализаторы.
Новый материал с нанопокрытием запустил реакцию выделения кислорода, которая контролирует общую эффективность всего процесса расщепления воды. По словам ученых, полевой шпат, покрытый кобальтом, оказался наиболее эффективным, поэтому оптимизация катализаторов на его основе может помочь им превзойти необработанные металлы или даже сравняться с обладающими более высокой эффективностью платиновыми металлами.
Химики также отметили, что новый катализатор также потенциально может снизить стоимость литий-ионных батарей и других устойчивых энергетических решений, основанных на электрохимических реакциях.
Статья опубликована в журнале Advanced Energy and Sustainability Research.
