Ученые нашли новый способ получения самого экологически чистого топлива - «Наука и техника»

Добавлено 30-сен-2019, 04:45 От Miers

Ученые НИТУ "МИСиС" совместно с зарубежными коллегами нашли материал, который может позволить отказаться от использования дорогостоящих благородных металлов при производстве экологически чистого водородного топлива. Статья о разработке опубликована в международном журнале ACS Energy Letters.
Альтернативная экологичная энергетика уверенно набирает популярность. Лидируют наиболее простые способы — использование энергии солнца и ветра. Эффективность ее запасания и использования зависит от метода конверсии электрической энергии в энергию химической связи синтезируемого топлива.
Наиболее удачным топливом, которое можно получить из "зеленой" электроэнергии, является водород. Количество теплоты при сжигании водорода в несколько раз превосходит показатель углеводородов, а образуется при этом только вода, не несущая угрозы для окружающей среды. Однако распространенные способы получения водорода либо дороги, либо недостаточно эффективны.
Перспективным способом получения водорода является электролиз, то есть разложение воды на катализаторе на кислород и водород с помощью электричества. Наиболее эффективным катализатором является платина — дорогой и редкий металл. Проблема использования платины не только в ее стоимости, но и в эффективности самого процесса катализа, ведь в реакции участвует только поверхность платинового элемента, а остальная масса оказывается "лишней".
Решением могло бы быть использование пластин толщиной в один атом, но структура платины не позволяет изготовить стабильные двумерные элементы.

"Еще в 30-х годах прошлого века было показано, что двумерный кристалл будет нестабилен. Однако недавние исследования опровергли это для соединений с ковалентной связью, что позволило по-новому взглянуть на возможность создания двумерных катализаторов", — объяснил старший научный сотрудник лаборатории "Неорганические наноматериалы" НИТУ "МИСиС" Захар Попов.

Исследуя новый класс двумерных материалов, ученые из Национального исследовательского технологического университета "МИСиС" совместно с коллегами из Венгрии (Институт технической физики и материаловедения, Центр энергетический исследований, Венгерская академия наук) и Южной Кореи (Корейский исследовательский институт стандартизации и наук) нашли материал, который вполне способен отвечать требованиям энергетиков: двумерный дисульфид молибдена (MoS₂) при сильном окислении проявил необходимые свойства.

"Дисульфид молибдена рассматривался в качестве катализатора и до того, как мы узнали, что он способен сильно окисляться. Однако тогда катализ шел только по краям пластины, а окисление позволило использовать всю поверхность за счет уникальной особенности этого материала — на его поверхности образуются моноатомные центры, на которых и происходит химическая реакция", — сообщил ведущий научный сотрудник лаборатории "Неорганические наноматериалы" НИТУ "МИСиС" Павел Сорокин.

По его словам, вопрос применения двумерных материалов в качестве катализаторов пока находится на стадии первичных лабораторных исследований и теоретического моделирования. Основная сфера их изучения сегодня — полупроводники для электронных устройств.
На текущий момент учеными показана эффективность лабораторных образцов, но внедрение этой технологии — вопрос будущего. Исследовательская группа продолжает работать в области поиска перспективных для катализа двумерных соединений.

•••

Обладатели iPhone 11 делают слоуфи