Top.Mail.Ru
Новости

Сибирские ученые создали фотокатализиаторы для получения водорода под действием солнечного света

19 мая 2022

Фотокатализ водорода, то есть расщепление молекул воды под действием поглощающих свет фотокатализаторов — это одна из новейших, и вероятно, самых перспективных технологий в своей сфере. Она значительно дешевле и эффективнее электролиза, с помощью которого сейчас получают так называемый «зеленый», наиболее экологически чистый водород.

Ключевым элементом технологии являются сами фотокатализаторы, и исследования по данному направлению сейчас ведутся во многих странах мира, в том числе в России. Институт катализа и Института неорганической химии Сибирского РАН представили собственную разработку — фоткатализаторы на основе графитоподобного нитрида углерода, отличающиеся ультрамалым содержанием драгоценных металлов. Даже одна сотая процента платины в этих веществах позволяет значительно повысить каталитическую активность.

Особенность новых фоткатализаторов заключается как в самом методе их синтеза, так и в способе нанесения платины на носитель. Для осаждения платины ученые применили прецизионный метод, который позволяет получить высокоактивные материалы с очень малой массовой долей драгоценного металла. Кроме того, они обратили внимание, что во время осаждения комплексов платины и восстановления их водородом структура носителя частично выжигается, из-за чего образуются новые поры. Удельная поверхность материала в результате возрастает практически в пять раз, за счет чего увеличивается активность катализатора. «Мы достигли не только очень высокой активности, но и роста удельной поверхности носителя — 290 квадратных метров на грамм, а это очень много для графитоподобного нитрида углерода. Обычными методами можно получить максимум 20–30 квадратных метров на грамм. То есть мы предложили метод, который одновременно позволяет наносить платину и увеличивать поверхность графитоподобного нитрида углерода in situ при нанесении», — объясняет автор исследования, ведущий научный сотрудник Института катализа СО РАН, доктор химических наук и профессор РАН Екатерина Козлова.

По словам ученых, результаты их работы послужат научной основой для создания прототипов эффективных устройств для получения водорода под действием солнечного света. То есть новый подход может рассматриваться как основа для развития солнечно-водородной энергетики. Собственно, прототип небольшого реактора для получения водорода под действием видимого света мощностью в СО РАН уже создан, и лабораторные эксперименты показали его работоспособность для топливного элемента мощностью в 1 Вт.

В ближайшее время эту установку предполагается масштабировать и уже в 2023 году создать на ее основе укрупненные реакторы, а также развить интегрированную систему — реактор для выделения водорода плюс водородный топливный элемент. В СО РАН отмечают, что в перспективе полномасштабный водородно-топливный процессор, который будет питать водородный топливный элемент, сможет обеспечивать электроэнергией отдаленные районы, где интенсивно светит солнце.

0
Haha
Haha
0
0
Love
Love
0
0
0
Читать также
Будущее энергетической отрасли

Экстремальные глубины, мини-ГЭС и роботы-шахтеры: как изменится российская энергетика к 2060 году

5 мин. чтения

Осетр, нельма и атлантический лосось — экологи «Газпром нефти» выпустили в российские водоемы 1,3 миллиона мальков ценных видов рыбы

2 мин. чтения
Робот химик в лаборатории

Первый в России робот-лаборант для нефтяной отрасли «научился» определять ионный состав пластовой воды

2 мин. чтения
Как сэкономить пресную воду

Душ вместо ванны и отказ от говядины: как помочь планете сохранить пресную воду, не выходя из дома

3 мин. чтения
Нефтегазовое месторождение в ХМАО

Запасы растут: в России за год открыли 26 новых месторождений нефти и газа

1 мин. чтения
Вечная мерзлота на Крайнем Севере

От термоизоляции скважин до цифрового проектирования: «Газпром нефть» представила новые технологии для работы в зоне вечной мерзлоты

2 мин. чтения

Как из «природного коктейля» получают топливо и другие полезные продукты

1 мин. чтения
Исследователи Горного университета

Жидкий «глушитель» для скважин разработали в Горном университете

2 мин. чтения
Летающая электростанция

Летающая электростанция: в Китае испытали воздушного змея размером с 12 баскетбольных площадок

1 мин. чтения
главная спецпроект

Зеленый курс: как современные технологии помогают планете

1 мин. чтения