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

«Мозг» для энергосистемы: разработка петербургских ученых повысит надежность электрических сетей

2 мин. чтения

Современные тренды кибербезопасности, биотехнологий и цифровизации обсудят участники форума «Время инноваций» в Ташкенте

1 мин. чтения
Алессандро Вольта и Майкл Фарадей оспаривают первенство в изобретении батарейки, в то время как два изобретателя тестируют первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания

Кто изобрел батарейку — Фарадей или Вольта? Вспомните имена и заслуги великих ученых энергетики

1 мин. чтения
Центр изучения вечной мерзлоты

Доктор геолого-минералогических наук Данис Нургалиев оценил значение новых технологий для бережной работы в зоне вечной мерзлоты

2 мин. чтения
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