119261, г. Москва, пр-т Ломоносовский, 7, корп. 5

В России создали высокоэффективный фотокатализатор для производства водорода

https://www.traditionrolex.com/42

 
18 мая 2022 Просмотров: 643

Ученые из России разработали новый фотокатализатор на базе нитрида углерода и наночастиц платины, который активно взаимодействует со светом и позволяет использовать его энергию для расщепления молекул воды и производства водорода. Об этом в среду сообщила пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).

"Мы собрали демонстрационную фотокаталитическую установку, для которой нам еще предстоит подобрать оптимальный состав реакционной смеси. Результаты наших опытов послужат основой для создания прототипов устройств для получения водорода под действием солнечного света. В будущем они станут основой для развития солнечной водородной энергетики", - отметила профессор Института катализа СО РАН (Новосибирск) Екатерина Козлова, чьи слова приводит пресс-служба РНФ.

Повсеместное использование источников энергии на базе водорода сегодня ограничивается тем, что для их изготовления и производства водорода нужны катализаторы на базе платины и других благородных металлов, активно взаимодействующих с первым элементом периодической таблицы Менделеева. В последние годы ученые пытаются подобрать им замену среди соединений никеля и других более распространенных и дешевых металлов.

Российские химики выяснили, что расход благородных металлов для производства подобных катализаторов можно значительно уменьшить, если встроить наночастицы из платины внутрь специальных пористых губок, изготовленных из нитрида углерода, соединения азота и углерода.

Новый высокоэффективный катализатор

Профессор Козлова и ее коллеги пришли к такому выводу в ходе изучения свойств органического катализатора на базе соединений меламина и циануровой кислоты. Их молекулы активно взаимодействуют с частицами света и поглощают их энергию, которую можно использовать для обеспечения работы других катализаторов.

В ходе опытов с этими органическими соединениями ученые обнаружили, что их нагрев ведет к образованию пористых губчатых структур, состоящих из нитрида углерода и способных поглощать энергию фотонов. Эти "губки" химики засеяли при помощи наночастиц платины и проследили за тем, как они будут взаимодействовать с молекулами воды и частицами света.

Последующие опыты показали, что подобные структуры необычно активно расщепляли молекулы воды и производили водород с рекордно высокой скоростью по сравнению со всеми существующими фотокатализаторами на базе платины. Как предполагают химики, это было связано с наличием большого числа пор внутри данного материала и с удачным распределением наночастиц платины, чьи атомы были защищены от внешних воздействий прослойкой из нитрида углерода.

Для демонстрации работоспособности подобного метода производства водорода профессор Козлова и ее коллеги создали демонстрационную фотокаталитическую установку, которая использовала энергию света для постоянной подпитки водородного топливного элемента мощностью в один ватт. Результаты первых опытов с ней, как надеются химики, позволят ученым создать большие фотореакторы для производства "зеленого" водорода в промышленных масштабах.

Источник



https://www.traditionrolex.com/42