Открытие позволит получать экологически чистый и экономически выгодный водород

Разработана прорывная технология, позволяющая производить экологически чистый водород более экономичным и экологичным способом, приближая нас к обществу с нулевым выбросом углерода, заменяя дорогостоящие катализаторы из драгоценных металлов.

Совместная исследовательская группа под руководством профессора Джунгки Рю из Школы энергетики и химической инженерии UNIST и профессора Донг-Хва Со с кафедры материаловедения и инженерии KAIST успешно разработала бифункциональный катализатор электролиза воды для высокоэффективного и стабильного производства экологически чистого водорода.

Недавно разработанный катализатор демонстрирует исключительную долговечность даже в сильно коррозийной кислотной среде. Благодаря использованию рутения, кремния и вольфрама (RuSiW) катализатор является более экономичным по сравнению с традиционными платиновыми (Pt) или иридиевыми (Ir) катализаторами. Кроме того, он выделяет значительно меньше парниковых газов, что делает его экологически чистой альтернативой.

Электролиз воды — это передовая технология, которая позволяет получать водород в процессе электролиза воды. Она считается ключевой технологией для достижения углеродно-нейтрального общества, поскольку позволяет производить экологически чистый водород без выбросов углекислого газа.

Исследовательская группа сосредоточилась на поиске альтернатив катализаторам из драгоценных металлов, таких как платина и иридий, которые отличаются стабильностью в кислотных условиях. Рутений привлек к себе внимание как экологически чистый металл благодаря относительно низкой стоимости производства и значительно меньшим выбросам парниковых газов по сравнению с платиной и иридием. Однако он столкнулся с проблемами при коммерциализации из-за более низкой каталитической активности по сравнению с платиной и меньшей стабильности по сравнению с иридием.

Чтобы преодолеть эти ограничения, исследовательская группа разработала катализатор на основе рутения, кремния и вольфрама. Усилив функции рутениевого катализатора, который обладает меньшей стабильностью как в реакции выделения водорода (HER), так и в реакции выделения кислорода (OER), команда продемонстрировала потенциал катализатора в качестве бифункционального катализатора.

Разработанный катализатор имеет структуру, легированную вольфрамом и кремнием вокруг атома рутения. Способность катализатора ускорять реакции была повышена за счет увеличения интенсивности адсорбции протонов на поверхности катализатора. Он демонстрирует более высокую активность в реакции выделения водорода по сравнению с коммерчески доступными платиновыми катализаторами. Кроме того, тонкая вольфрамовая пленка толщиной 5~10 нм защищает каталитический участок рутения, повышая его стабильность.

Исследовательская группа провела эксперимент по изучению стабильности катализатора. Используя кислый электролит (с кислотностью 0,3), они подали ток силой 10 мА на электрод диаметром 1 ㎠. Разработанный катализатор продемонстрировал стабильную работу даже после более чем 100 часов работы.

Профессор Рю заключает:

Разработка этого трехэлементного катализатора имеет большое значение, поскольку он способен заменить дорогостоящие платину и иридий одновременно. Ожидается, что он будет применяться в высокочистых системах производства зеленого водорода, поскольку его можно легко и стабильно синтезировать даже в высоко коррозионных кислотных условиях.

22.01.2024


Подписаться в Telegram



Экология

NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата
NREE: Виноградари всего мира бьют тревогу из-за изменения климата

Виноград, выращиваемый для производства в...

Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии

Исследователи из Токийского столичного ун...

Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике
Лаборатория Sandia нашла новые подсказки о потеплении в Арктике

Арктика, ледяная корона Земли, переживает клим...

EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении
EHP: Изменение климата может повлиять на вес детей при рождении

Изменение климата может представлять большую о...

Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных
Natural Hazards: Смешанные леса защищают от цунами лучше монокультурных

Прибрежные леса в Японии преимущественно ...

PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата
PTRSB: Эволюция может помешать людям решить проблему изменения климата

Центральные особенности эволюции человека могу...

Ртуть в тропиках — скрытая опасность
Ртуть в тропиках — скрытая опасность

Неоново-зеленые капюшоны, бирюзовые брюшки, на...

Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов
Открыт 3D-материал, способный расщеплять стойкий загрязнитель водоемов

Бразильские исследователи протестировали фоток...

Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды
Physics of Fluids: Снежинки помогут ученым составлять прогноз погоды

В ходе исследования, которое может улучшить пр...

Ученые выяснили, как получить менее липкий лед
Ученые выяснили, как получить менее липкий лед

Готовясь к зиме многие американцы столкну...

Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны
Механические устройства для очистки водоемов от пластика ненадежны

Международная группа ученых предостерегла от&n...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
Исследователи изучают влияние сольватации и валентности ионов на металлополимеры
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
New Phytologist: Сети прожилок на листьях появились 201 млн лет назад
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
ACS Nano: Зубы нутрий и бобров помогут ученым вывести формулу совершенной эмали
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
«Литнет» выяснил, что привлекает читателей в книгах о космосе
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
Инженеры воссоздали голопалубу Star Trek с помощью ChatGPT и видеоигр
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
New England Journal of Medicine: Упреждающая ангиопластика не улучшает прогноз
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
IC: Исследователи тестируют биологическую безвредность нейроморфной сети
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
JSPR: Между кортизолом и социальной поддержкой в семейных парах нашли связь
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
GBE: ДНК древних пингвинов Адели выявило повторы возрастом сотни миллионов лет
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Шёнингенские копья доказали: 300 000 лет назад древесина была важнейшим сырьем
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
Molecular Psychiatry: Выяснилось, как изменение экспрессии генов вызывает аутизм
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо
Acta Biomaterialia: Созданы трансплантаты, похожие на реальное человеческое ухо

Новости компаний, релизы

НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
НАИРИТ объявит итоги Всероссийского инновационного конкурса 21 февраля
«Инструменты инновационного развития»
«Инструменты инновационного развития»
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
3 причины перехода с печатной рекламы на цифровую
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Виды резервирования серверов для задач АСУ ТП
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса
Выбор клиники и лечащего врача с помощью специализированного сервиса