Проблема хранения водорода
Мир движется в сторону обществ, использующих водород в качестве топлива. Однако существует серьёзная проблема: эффективное хранение и высвобождение водорода. Боргидрид натрия (SBH) — перспективный материал для хранения водорода, который может генерировать водород при простом контакте с водой. Однако эта реакция обычно зависит от дорогих катализаторов, изготовленных из драгоценных металлов, таких как платина, что ограничивает его использование в больших масштабах.
Прорыв в использовании «зелёной ржавчины»
Недавно группа исследователей из MANA, возглавляемая доктором Юсуке Иде, вместе с Эзз-Эльрегалом М. Эзз-Эльрегалом и доктором Мицутаке Ошикири разработала экономичный и высокоэффективный катализатор на основе «зелёной ржавчины» — железосодержащего минерала гидроксида с переменной валентностью, который ранее считался слишком нестабильным для практического использования. Исследование опубликовано в журнале ACS Catalysis.
«Зелёная ржавчина» модифицируется с помощью раствора хлорида меди. Этот процесс формирует наноразмерные кластеры оксида меди на краях частиц, создавая высокоактивные центры для производства водорода. Структура «зелёной ржавчины» также поглощает солнечный свет, передавая энергию через медные кластеры, что ещё больше повышает эффективность реакции.
Результаты испытаний
Испытания показали, что новый катализатор достигает высокой частоты оборота при производстве водорода, сравнимой или даже превышающей показатели традиционных материалов на основе драгоценных металлов. Он также продемонстрировал отличную долговечность, сохраняя каталитическую активность при многократном использовании.
Перспективы
Этот прорыв особенно перспективен благодаря своей масштабируемости и практичности. Катализатор работает при комнатной температуре, его относительно легко производить, и он может хорошо интегрироваться с существующими системами хранения водорода на основе SBH. С учётом того, что производство SBH с низкими издержками уже разрабатывается, а пилотные проекты по использованию технологии на судах, работающих на водороде, уже реализуются, этот прогресс может ускорить глобальный переход к чистой водородной энергетике.
«Мы ожидаем, что наш катализатор будет использоваться для водородных топливных элементов во многих бортовых приложениях, таких как автомобили и корабли», — говорит доктор Иде. «Это, надеюсь, приведёт к различным формам мобильности без выбросов».
Предоставлено Национальным институтом материаловедения.