Исследователи из Хьюстонского университета обнаружили катализатор, который может сделать возможным промышленное извлечение водорода из воды.
Известно, что водород может стать важным источником энергии. И его в изобилии в нашей воде, если мы просто найдем недорогой и эффективный способ получить кислород из H2O, чтобы избавиться от него. Университет Хьюстона (UH) только что объявил, что они, возможно, только что нашли его.
Расщепление водорода и кислорода в воде осуществляется с помощью процесса, называемого «электролиз воды», в котором молекулы водорода и кислорода разделяются на отдельные газы посредством отдельных «реакций эволюции».«Каждая реакция эволюции индуцируется электродом в присутствии катализатора.
Воду также можно расщепить с помощью фотокатализа, при котором вместо электричества используется непосредственно солнечная энергия, но этот метод менее эффективен, поскольку вода поглощает лишь небольшой диапазон светового спектра.
Отсутствие эффективного недорогого катализатора для молекул кислорода сдерживает полномасштабное извлечение водорода. До сих пор кислородные катализаторы основывались на дефицитных, дорогих «благородных» металлах, таких как иридий, платина или рутений.
Это проблема, которая в течение некоторого времени мешала полномасштабному коммерческому извлечению водорода для производства энергии, и UH - не единственная организация, ищущая замену. Буквально прошлой весной Национальная ускорительная лаборатория SLAC Министерства энергетики Канады и Университет Торонто объявили об открытии нового геля кислородного катализатора на основе железа, кобальта и вольфрама, который запускает реакцию выделения в кислороде в три раза быстрее, чем предыдущие катализаторы, и сохраняет стабильность. через сотни циклов реакции.
Катализатор, разработанный UH, остается пригодным для использования в течение более 20 часов и 10 000 циклов испытаний. По словам Жифэн Рена, одного из ученых, «некоторые катализаторы выдающиеся, но стабильны только в течение одного или двух часов. Это бесполезно.
Катализатор UH представляет собой порошок метафосфата железа, выращенный на платформе из проводящего пеноникеля.
Матефосфат железа (UH)
«С точки зрения затрат это намного ниже, а с точки зрения производительности - намного лучше», - говорит Рен. Команда UH, сделавшая открытие, состояла из Пола К. В. Чу, Рена, Шуо Чена, постдоков Хайцин Чжоу и Фанг Ю, а также аспирантов Цзинъинг Сун и Ран Хэ. «В этой работе мы обнаружили высокоактивный и стабильный электрокатализатор на основе элементов с высоким содержанием земли, который даже превосходит катализаторы на основе благородных металлов. Наше открытие может привести к более экономичному подходу к производству водорода путем электролиза воды», - утверждает Чен.
Команда UH пишет: «Водород (H2), полученный в результате расщепления воды с помощью электрохимического процесса, называемого электролизом воды, считается чистым и устойчивым энергетическим ресурсом для замены ископаемого топлива и удовлетворения растущего спроса. глобальный спрос на энергию, поскольку вода является одновременно и единственным исходным материалом, и побочным продуктом при производстве чистой энергии путем обратного преобразования H2 в воду». Водород также легче хранить, чем солнечную или ветровую энергию.