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

Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь
Российские ученые нашли на Эльбрусе цинк и медь

Биологи изучили ледники Эльбруса, и ...

Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи
Ноша последствий изменения климата ляжет на хрупкие женские плечи

Согласно новому исследованию, опубликованному ...

Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим
Nature Geoscience: Тысячелетия тому назад Нил был совсем другим

Исследователи изучили, как развивалась ре...

Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода
Ученые впервые количественно оценили пробелы в удалении углерода

Новое исследование, проведенное Университетом ...

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...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
В России предложили новую классификацию камней в почках по структуре и составу
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
ACS Nano: Благодаря 3D-печати ученые впервые увидели, как светятся наноструктуры
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Ученые МИСИС выяснили, как сделать суперконденсаторы ещё круче
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Исследование МГПУ объясняет, как справиться с одиночеством в мегаполисе
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Как музыка влияет на эмоции дошкольников: открытие психологов МГУ
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Студент из Владивостока придумал товарные ценники на основе электронных чернил
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Microgravity: Полет на Марс может не состояться из-за просроченных лекарств
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Археологи СФУ нашли артефакты первых русских поселенцев Красноярска
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Горные деревья спасаются от потепления, сползая и поднимаясь по склонам
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Transportation Research: Выбросы абразива от поездов вызывают беспокойство
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Ученые из СПбГУТ отправились в научную экспедицию в Арктику
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Казанские ученые заявили, что адаптивность молочного скота важнее генетики
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
Звездный магнетизм может указывать на потенциальную обитаемость экзопланеты
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
IEEE Access: Актуатор в реабилитационных перчатках восстановит движение пальцев
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита
Scientific Reports: Экологичное лечение спасает яйца кальмаров от паразита

Новости компаний, релизы

Конференция по актуальным проблемам водоподготовки
Ученые ТПУ в составе международной коллаборации выяснили, что смертность от болезней сердца в мире снизилась на 35% за после...
ПМЭФ-2024: СПбГУ представил систему контроля на основе искусственного интеллекта
ИТ: тренды индустрии и рынка труда
Медики СПбГУ создали линию мышей для разработки новых методов лечения слепоты у человека