Ученые создали дешевый способ получения водорода из воды.

Автомобили на водородном топливе могут стать чем-то большим, нежели фантастическая разработка. Команда ученых под крылом Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) продемонстрировали более дешевый и стабильный способ создания водорода.

В исследовании, опубликованном недавно в Nature Communications, ученые из UNSW Sydney, Университета Гриффита и Технологического университета Свинберна показали, что выделение водорода из воды путем отделения его от кислорода может быть достигнуто с помощью катализаторов из недорогих металлов, таких как железо и никель. Эти металлы ускоряют химическую реакцию, требуя при этом меньше энергии.

Железо и никель, широко распространенные на Земле, смогут заменить драгоценные металлы: рутений, платину и иридий. Вышеупомянутые до сих пор считаются эталонными катализаторами в процессе разложения воды на составные химические элементы.

Профессор Школы химии UNSW Чуан Чжао рассказал, как происходит расщепление воды.  Для этого в нее погружаются два электрода, и проходящий между ними электрический разряд позволяет отделять водород от кислорода. Водород же можно использовать его в качестве источника энергии в топливном элементе.

«Наша идея заключается в покрытии электродов катализатором, чтобы снизить потребление энергии, — говорит он. «Этот катализатор представляет из себя сплав, в котором железо и никель совмещены на атомарном уровне. Такое покрытие становится зоной активного расщепления воды. Здесь водород отделяется от кислорода и улавливается, чтобы стать топливом, а кислород выделяется в виде экологически чистых отходов».

В 2015 году коллектив профессора Чжао разработал никель-ферумный электрод для генерации кислорода с рекордно высокой эффективностью. Сам профессор Чжао утверждает, что железо и никель сами по себе не являются хорошими катализаторами для производства водорода, но, если объединить их на наноуровне, происходит «чудо».

«Наноразмерная формация кардинально меняет свойства этих материалов», — говорит он. «Наши результаты показывают, что никель-ферумный катализатор может сравниться с платиновым в производстве водорода.

«Дополнительным преимуществом является и то, что наш никель-ферумный электрод может не только ускорить и сделать возможным образование водорода и кислорода, но и снизить себестоимость производства и затраты на производство одного катализатора вместо двух. Это реально за счет использования элементов, которых в избытке на Земле».

Беглый взгляд на сегодняшние цены на металлы показывает, почему именно эта разработка способна изменить ход событий и ускорить переход к так называемой водородной экономике. Цены на железо и никель составляют $0,13 и $19,65 за килограмм. Рутений, платина и иридий же стоят около $11,77, $42,13 и $69,58 за грамм. Простыми словами – новая технология станет в тысячи раз дешевле.

«Теперь у нашей экономики, базирующейся на ископаемом топливе, есть огромный стимул для перехода к водородной экономике. Мы могли бы использовать водород в качестве экологически чистого энергоносителя, которого много на Земле», — говорит профессор Чжао. «Беседы о водородной экономике продолжаются целую вечность, но на этот раз мы на пороге больших перемен.»

Профессор Чжао поделился и своими размышлениями. По его словам, если технология разделения воды будет развиваться и дальше, то однажды на обочинах возникнут водородные заправочные станции наподобие АЗС, куда вы сможете заехать и заправить свой автомобиль на водородных топливных элементах газом, образующимся в результате реакции разделения воды. Дозаправка может занять несколько минут по сравнению с часами в случае электромобилей, работающих на литиевых батареях.

«Мы надеемся, что наши исследования могут быть использованы подобными станциями для производства собственного водорода с использованием устойчивых источников, таких как вода, солнце и наших недорогих, но эффективных катализаторов».

Такое открытие — значительный вклад в развитие чистой энергетики. Для тех, кто по-настоящему борется за чистоту экологии в своей ежедневной жизни, регистрация домена .green — прекрасный способ заявить миру о серьезности своих намерений!