Дешевые нанолисты заменят платину в энергетике

Платиновые катализаторы открывают большие перспективы для альтернативной энергетики, например, в случае производства водорода из воды. Однако высокая цена платины затрудняет масштабное внедрение новейших...

Платиновые катализаторы открывают большие перспективы для альтернативной энергетики, например, в случае производства водорода из воды. Однако высокая цена платины затрудняет масштабное внедрение новейших технологий. Возможно, ученым из Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США удалось решить эту проблему.

Ученые разработали новый тип недорогого электрокатализатора, который может эффективно извлекать водород из воды. Катализатор создан на основе соединения никель-молибден-азот, имеющего форму скомканных листов нанометрового масштаба.

Вода представляет собой идеальный источник чистого водорода: на планете ее много и она не содержит вредных побочных парниковых газов. Электролиз воды на кислород и водород требует внешнего источника электроэнергии и эффективного катализатора. При этом выход водорода должен быть большим, чем энергозатраты на электролиз.

В поисках эффективного катализатора ученые нагрели до высоких температур соединение никель-молибден в присутствии азота и неожиданно увидели, что вещество превратилось в нанолисты. Несмотря на то, что нитриды металлов используются достаточно широко, это первый пример формирования нанолистов. Азот расширил решетки соединения никель-молибден и увеличил плотность электронов. Таким образом относительно недорогое вещество по своей электронной структуре приблизилось к благородным металлам. Если скомкать эти листы, то можно получить катализатор с большой площадью химически активной поверхности.

Новый катализатор работает почти так же хорошо, как и платина. По своей электрокаталитической активности он не имеет равных среди других недрагоценных соединений металлов. Более того, процесс создания нанолистов является простым, масштабируемым и подходит для широкого промышленного применения.

Хотя новый катализатор не является окончательным и идеальным решением проблемы производства сверхдешевого водорода, тем не менее, он позволяет значительно снизить стоимость водородного топлива и оборудования для его производства.