Ученые нашли новый катализатор для «зеленого» получения водорода
Новый катализатор для экологичного получения водорода разработали американские химики из Университета штата Орегон. Об этом 11 декабря говорится в статье журнала Science Advances.
Был отвергнут традиционный метод получения водорода — с помощью паровой конверсии метана, являющегося частью природного газа. Такой процесс не экологичен, с выделением побочного продукта — парникового углекислого газа. Более «зеленый» способ получения водорода — это электрохимическое расщепление воды. Однако такой способ довольно дорогой, что сдерживает его активное применение. Для улучшения эффективности и снижения стоимости процесса используют катализаторы — вещества, которые ускоряют реакцию, но не расходуются во время ее проведения.
Исследуя катализаторы для использования в получении водорода, ученые сконцентрировались на структурных изменениях, происходящих в катализаторах во время реакции. Отмечается, что изменения бывают обратимые и необратимые. Считается, что необратимые структурные изменения снижают стабильность катализатора, поэтому уменьшается и его активность. После этого химики стали изучать изменение структуры и состава поверхности на атомном уровне.
В ходе исследований выяснилось, что при использовании в качестве активной фазы катализатора аморфного гидроксида иридия реакция проходила в 150 раз эффективнее, чем при использовании гидроксида иридия перовскитной структуры. Такой катализатор оказался на три порядка лучше, чем традиционно используемый оксид иридия.
«Мы обнаружили как минимум две группы веществ, которые, несмотря на то что претерпевают необратимые структурные изменения, в роли катализаторов для получения водорода выступают значительно лучше тех, что применяются в данный момент. При использовании таких катализаторов можно получать водород с ценой 2 доллара за килограмм, а потенциально — 1 доллар за килограмм. Такая стоимость дешевле, чем у загрязняющего атмосферу способа получения водорода, который используется на предприятиях сейчас. Благодаря этому мы также сможем помочь достичь цель США — снизить выбросы до нуля к 2030 году», — пояснил руководитель исследования Чжэньсин Фэн.
