Российские ученые создали эффективный катализатор для производства водорода
Новый фотокатализатор на базе нитрида углерода (C₃N₄) и наночастиц платины, активно взаимодействующий со светом и позволяющий использовать энергию фотонов для расщепления молекул воды и производства водорода, разработали в Институте катализа (ИК) СО РАН (Новосибирск), 17 мая сообщила пресс-служба Российского научного фонда.
Ученые считают, что их разработка станет основой для развития в России солнечной водородной энергетики.
В настоящее время использование источников энергии на базе водорода ограничено необходимостью использования в них дорогостоящих катализаторов на базе платины и других благородных металлов.
Ученые ИК СО РАН в процессе изучения свойств органического катализатора на базе соединений меламина и циануровой кислоты выяснили, что существует возможность при изготовлении катализаторов значительно сократить потребность в драгоценных металлах.
Молекулы меламина и циануровой кислоты, как обнаружили исследователи, активно поглощают энергию света, которую можно использовать в работе других катализаторов. При нагреве этих веществ их молекулы образуют пористые «губки», состоящие из C₃N₄. В эти структуры ученые поместили наночастицы платины и проверили, как при этом происходит взаимодействие с молекулами воды и фотонами.
Исследование показало, что разработанные структуры очень активно расщепляют молекулы воды, высвобождая водород со скоростью, значительно превосходящей скорость производства водорода при использовании всех других фотокатализаторов на базе платины, существующих в настоящее время.
Химики предполагают, что этот эффект вызван наличием большого числа пор внутри нового материала, удачным распределением наночастиц платины и защитой их от внешних воздействий прослойкой из нитрида углерода.
Учеными была создана экспериментальная фотокаталитическая установка, демонстрирующая эффективность нового катализатора в использовании энергии света для постоянной подпитки водородного топливного элемента мощностью в один ватт.
Следующим этапом, надеются ученые, станет разработка технологии для больших фотореакторов, которые будут производить «зеленый» водород в промышленных масштабах.
