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
Башня ветрогенератора. Фото: Shutterstock

В Перми ученые превратили смолу в прочный материал для лопастей ветрогенераторов и кораблей

2 мин. чтения
Гуманоидный робот. Фото: iStock

В России анонсировали создание ИИ-дирижера для промышленных роботов

1 мин. чтения

Зачем ледоколу водолазная станция и винт на носу? Эксклюзивное интервью с капитаном

1 мин. чтения
Красноярская ГЭС. Фото: Shutterstock

В России анонсировали строительство новых ГЭС общей мощностью 2,5 ГВт

1 мин. чтения

Пузырьки против парафина: в России испытали новый способ повышения продуктивности нефтяных скважин

1 мин. чтения
Солнечная электростанция «Ашалим» в Израиле. Фото: Shutterstock

Бледное солнце пустыни: почему не удалось приручить энергию песчаных пустошей

3 мин. чтения

Московские ученые создали компактный накопитель газа из кокосового угля

1 мин. чтения
Изображение сгенерировано нейросетью на основе реального водородного поезда NaMo Green Rail в Индии

Водяной пар и 2600 пассажиров: Индия запустила первый водородный поезд

1 мин. чтения

Гости из будущего: откуда на Фонтанке взялись «роботы», «космонавты» и «пираты»

4 мин. чтения
Анадырская ВЭС Чукотка

Никакого резонанса: в России разработали метод защиты арктических ветрогенераторов

2 мин. чтения