Ученые создали новый материал для превращения воды в топливо

Новый метод получения водорода из воды, предложенный учеными ЮФУ в Nature Communications, открывает новые перспективы для использования этого экологически чистого энергоносителя.

Одним из ключевых компонентов процесса являются катализаторы, которые ускоряют разложение воды на молекулы водорода и кислорода под воздействием электроэнергии.

Ученые Южного федерального университета подчеркивают, что водород является одним из наиболее перспективных и экологичных источников энергии. Этот газ может стать важным компонентом в переходе к более устойчивым и чистым источникам энергии.

Новый материал, предложенный исследователями, обещает сделать процесс получения водорода более доступным и эффективным. Результаты исследования, опубликованные в Nature Communications, открывают новые горизонты в области использования водорода как альтернативного источника энергии.

В современных исследованиях по реакции выделения кислорода в качестве катализатора широко используются вещества с иридием (Ir) – элементом, который добыча которого требует значительных затрат и является дорогостоящим процессом, подчеркнул доцент Международного исследовательского института интеллектуальных материалов ЮФУ Михаил Солдатов. Но ученые ЮФУ в партнерстве с китайскими коллегами предложили заменить иридий на рутений – элемент, который встречается в земной коре в 5–10 раз больше и широко используется в различных областях, включая медицину, электронику и химическую промышленность. Для достижения оптимальных свойств нового катализатора в его состав было введено небольшое количество других элементов.

Исследование, проведенное учеными, показало, что новый материал способен значительно улучшить процесс переработки воды в топливо. Этот материал поможет не только снизить энергопотребление установок, но и уменьшить износ оборудования, что приведет к более стабильному протеканию реакции получения кислорода.

Согласно словам ученого Солдатова, разработанный катализатор способен снизить перенапряжение для реакции выделения кислорода на десятки милливольт. Это особенно важно для водородной энергетики, где каждый милливольт имеет значение. Показатели перенапряжения на уровне 214 мВ делают этот катализатор превосходным по сравнению с большинством катализаторов на основе оксида рутения, которые не только менее активны, но и менее стабильны.

Таким образом, использование нового материала и катализатора может принести значительные выгоды в сфере энергетики, способствуя более эффективной и стабильной работе установок по переработке воды в топливо.

Специалисты вуза с коллегами планируют в дальнейшей работе сконцентрироваться на создании катализаторов для других важных технологических процессов, которые будут иметь значимость в будущем. Этот проект исследования получил поддержку от Российского научного фонда (Проект № 24-43-00215) и направлен на решение задач Фронтирной лаборатории "Рентгеноспектральной нанометрологии" МИИ ИМ ЮФУ. Лаборатория была создана в рамках стратегического проекта ЮФУ "Технологии полного цикла для экспресс-разработки функциональных материалов под управлением искусственного интеллекта" программы "Приоритет-2030" ЮФУ (нацпроект "Молодежь и дети").

Проведение исследований в области разработки катализаторов является ключевым направлением работы ученых вуза. Они стремятся не только создать новые материалы, но и оптимизировать процессы их производства. Результаты этой работы могут иметь долгосрочное влияние на развитие технологий в различных отраслях промышленности.

Инновационные подходы, применяемые в рамках проекта, позволяют ученым решать сложные задачи в области нанометрологии и создания функциональных материалов. Это открывает новые перспективы для применения искусственного интеллекта в процессах разработки и производства материалов, что является важным шагом вперед в современной науке и технологиях.

Источник и фото - ria.ru