Ученые получили водород для топливных ячеек с помощью недорогого катализатора

Ученые получили водород для топливных ячеек с помощью недорогого катализатора

Ученые из Кембриджского университета получили водород (H2) – возобновляемое топливо – из воды при помощи недорогого катализатора в промышленных условиях (используя pH-нейтральную воду в окружении атмосферного кислорода при комнатной температуре).

Ведущий автор исследования, доктор Эрвин Райснер, сотрудник Научного совета по вопросам инженерии и физических наук и глава Лаборатории им. Кристиана Допплера при Кембриджском университете, отмечает: «Катализатор, используемый для выделения водорода, активизируется при повышенном уровне кислорода. Необходимо учитывать этот фактор, если мы хотим создать  промышленную технологию расщепления воды – химическую реакцию, в ходе которой разделяются два вещества, ее образующие. Новая установка будет функционировать в атмосферном кислороде, одновременно производя его в результате расщепления воды».

Хотя водород не может применяться в качестве непосредственного заменителя бензина или этанола, его можно использовать как основной компонент топливных элементов, которые уже установлены на некоторых автомобилях и автобусах.

В данный момент водород производится за счет сжигания ископаемых веществ. Побочным продуктом этого процесса становится парниковый газ – диоксид углерода. Следовательно, такой способ не является ни возобновляемым, ни экологически безопасным.  Поэтому для получения чистого, экологически устойчивого водорода необходимо применять технологию расщепления воды под влиянием солнечного света.

Одной из множества проблем, с которыми постоянно сталкиваются ученые, является поиск эффективного и недорогого катализатора, который может функционировать в реальных условиях: в воде, под слоем воздуха и при комнатной температуре. Используемые сейчас высокоэффективные катализаторы – например, благородный металл платина – слишком дороги, а более дешевые аналоги существенно уступают им в производительности. До настоящего момента ученые добились очень скромных результатов в работе с гомогенными каталитическими системами, работающими в воде и атмосферном кислороде.

Однако исследователи из Кембриджа обнаружили, что простой катализатор на основе кобальта – сравнительно недорогого и широко распространенного металла – высокоактивен в pH-нейтральной воде в окружении атмосферного кислорода.

Доктор Райснер заявляет: «До недавнего времени не существовало недорогого молекулярного катализатора, который бы эффективно выделял водород в водно-аэробной среде. Тем не менее, эти условия являются ключевыми для получения экологически безопасного водорода, который станет источником энергии, используемым в промышленных масштабах. Наши исследования показали, что такие недорогие материалы, как кобальт, вполне могут решить эту проблему. Конечно, нам предстоит преодолеть еще множество препятствий – например, сравнительную нестабильность катализатора – но полученные результаты станут первым шагом на пути к производству «зеленого» водорода».

Уже имеющиеся данные свидетельствуют о том, что новый катализатор успешно функционирует под слоем воздуха, и теперь ученые разрабатывают установку для расщепления воды при помощи солнечных лучей, где топливо – водород – и побочный продукт (кислород) производятся одновременно.

Фециле Лакадамьяли и Масару Като, соавторы исследования, добавляют: «Результаты проведенной работы вдохновляют, мы надеемся собрать установку для расщепления воды уже в ближайшем будущем».

Исследования были профинансированы Научным советом по вопросам инженерии и физических наук, Лабораторией им. Кристиана Допплера и энергетической компанией «OMVGroup». Доклад о проведенной работе был опубликован в онлайн-версии международного издания «AngewandteChemie» («Прикладная химия»).

EnergyDaily,

 перевод с английского – Наталья Пристром

http://www.energydaily.com/reports/Scientists_produce_H2_for_fuel_cells_using_an_inexpensive_catalyst_under_real_world_conditions_999.html

  • Дата публикации: 29.08.2012
  • 186

Чтобы оставить комментарий или выставить рейтинг, нужно Войти или Зарегистрироваться