Южнокорейские исследователи создали инновационный катализатор для более доступного производства экологически чистого водорода

Группа учёных из Корейского института стандартов и науки (KRISS) достигла значительного успеха в области создания экологически чистого водорода. Команда разработала высокоэффективный катализатор на базе неблагородных металлов для электролиза воды с использованием анионообменной мембраны (AEM).

Этот новаторский катализатор был создан с добавлением небольшого количества рутения в структуру диоксида молибдена в сочетании с никель-молибденом (MoO₂-Ni₄Mo). Хотя диоксид молибдена славится высокой проводимостью, его ограниченное использование в качестве катализатора для электролиза воды объяснялось разрушением в щелочной среде.

Проведённый тщательный структурный анализ позволил учёным выявить, что основной причиной снижения эффективности является адсорбция гидроксид-ионов (OH^—) на поверхности диоксида молибдена. Руководствуясь этой информацией, они разработали метод оптимального введения рутения, предотвращающий разрушение материала. Полученные наночастицы рутения менее 3 нанометров образуют тонкий слой на поверхности катализаторов, значительно повышая их долговечность.

Результаты испытаний впечатляют: новый катализатор обладает в четыре раза большей прочностью и более чем шестикратной активностью относительно существующих аналогов на рынке. В комбинации с тандемным солнечным элементом на базе перовскита и кремния он достиг эффективности в преобразовании солнечной энергии в водород на уровне 22,8%, что свидетельствует о его высокой совместимости с возобновляемыми источниками энергии.

Особенно важно, что катализатор продемонстрировал высокую эффективность и стабильность при работе с солёной водой, что позволяет получать качественный водород. Это свойство значительно снижает затраты на опреснение воды при производстве «зелёного» водорода.

Главный научный сотрудник группы метрологии новых материалов KRISS, доктор Сун Хва Парк, отметила: «Сегодня для производства «зелёного» водорода требуется очищенная вода, однако использование морской воды может существенно снизить расходы, связанные с её опреснением. Мы намерены продолжать исследования в этом направлении».

Источник: iXBT