Водород называют топливом будущего, но его производство до сих пор остаётся слишком дорогим. Всё может измениться благодаря открытию, сделанному российскими и китайскими исследователями: они предложили новый материал, который делает процесс получения водорода проще, дешевле и устойчивее.
Сейчас при разложении воды используют катализаторы с иридием — редким и дорогим металлом. Его добыча требует огромных затрат, а доступность крайне ограничена. Международная команда под руководством учёных Южного федерального университета нашла решение: заменить иридий на рутений. Этот металл встречается в земной коре гораздо чаще, а значит, использование катализатора становится экономически выгоднее.
Чтобы добиться максимальной эффективности, в состав нового материала ввели малое количество редкоземельных элементов. Это позволило тонко настроить взаимодействие атомов рутения с кислородом и добиться идеального баланса между прочностью и скоростью реакции.
«Мы нашли золотую середину: катализатор удерживает частицы достаточно долго, но не тормозит процесс. Это позволило снизить перенапряжение реакции на десятки милливольт, что критично для водородной энергетики»
— Михаил Солдатов, доцент ЮФУ
Преимущества нового катализатора очевидны: меньше энергопотребление, более стабильная работа оборудования, меньше перегрев и износ. Уже достигнутый показатель в 214 мВ делает разработку лучше большинства существующих материалов на основе оксида рутения.
В будущем команда планирует создать и другие катализаторы, которые ускорят ключевые процессы в водородной энергетике. Всё это делает экологичное топливо доступнее и приближает переход к новой энергетике.
Источник: Nature Communications
