![]() |
137 стран мира подписали соглашение об изменении климата. Они хотят прекратить использовать ископаемое топливо и достичь нулевого уровня выбросов углекислого газа к 2050 году. Водород считают следующим «зелёным» источником энергии, так как при его использовании выделяются только вода и кислород. Есть разные методы производства водорода. Их делят на серый, голубой и зелёный в зависимости от источника энергии и выбросов углерода. Самым экологичным является метод производства зелёного водорода — он позволяет получать водород без выбросов углерода путём электролиза воды с использованием экологически чистой энергии. Исследовательская группа под руководством д-ра Альберта Сун Су Ли из Центра конвергентных исследований по решению проблем электромагнитных помех в мобильности будущего и Центра исследований архитектуры материалов Корейского института науки и технологий (KIST) совместно с группой профессора Чонг Мин Ку из Университета Сонгюнгван создали устойчивый к окислению MXene на основе молибдена. Этот материал можно использовать как электрокаталитическую поддержку в электролизерах воды с анионообменной мембраной. Устойчивость к окислительным условиям высокого напряжения позволяет применять его в качестве носителя для катализаторов электролиза. Это может снизить стоимость производства зелёного водорода, поскольку материал также подходит в качестве электродного материала для реакции выделения кислорода при производстве зелёного водорода. Распад воды на водород и кислород требует много энергии. Чтобы уменьшить начальную энергию реакции, используют катализатор. Чем меньше размер катализатора, состоящего из наноразмерных частиц, тем больше площадь его поверхности и тем быстрее протекает реакция. Но со временем мелкие частицы катализатора могут объединяться, уменьшая свою поверхность и снижая эффективность производства водорода. Поэтому катализаторы и опоры используют вместе. Углерод применяют для катода, где производится водород. А при окислении на аноде углерод превращается в диоксид углерода. Опора должна быть устойчивой к окислению. Одним из материалов, который может быть использован в качестве опоры, является MXene. Это наноматериал, состоящий из атомов металлов (титана, молибдена, гафния, тантала и т. д.) и атомов углерода или азота. Он проявляет электропроводящие свойства и имеет двумерную наноструктуру, подходящую для поддержки катализаторов. Благодаря этому MXenes благоприятны для производства водорода. MXenes на основе титана были наиболее широко изучены благодаря их высокой электропроводности. Однако атомарная природа титана, который легко окисляется в воде, привела к тому, что катализатор не мог поддерживать высокую электропроводность. Чтобы преодолеть это, команда разработала новый анодный катализатор с опорой из MXene на основе карбида молибдена. При использовании молибденового MXene в качестве опоры, между атомами молибдена на его поверхности и активными материалами кобальта образуются прочные химические связи. Это позволило увеличить эффективность производства водорода в 2,45 раза. По сравнению с предыдущей работой на основе титанового MXene, долговечность элементарной ячейки улучшилась более чем в 10 раз. Это может снизить стоимость производства «зелёного» водорода. В будущем технология будет применяться на крупных заводах и электростанциях, работающих на „зелёном“ водороде.
Результаты опубликованы в издании Applied Catalysis. 15.07.2024 |
Экология
![]() | |
В Тимирязевке разработали технологию длительного хранения растительного сырья | |
Способ создания растительных продуктов длитель... |
![]() | |
Учёные из России и Грузии нашли неизвестную лавовую реку в Цалкском каньоне | |
Российские и грузинские геологи провели м... |
![]() | |
NatComm: Открыто эффективное и безвредное для среды дезинфицирующее средство | |
В мире широко используется дезинфицирующее сре... |
![]() | |
Iopscience: Благодаря 3d-визуализации можно изучать деградацию нанопластиков | |
Исследователи из Университета Ватерлоо вп... |
![]() | |
Environmental Technology & Innovation: Для лучшей очистки нужно больше биопленки | |
Создание неровной поверхности на пластико... |
![]() | |
СПбГУ: Бамбучник замедляет деградацию почвы на Курильских островах | |
Геологи из Санкт-Петербургского университ... |
![]() | |
NW: Если учесть, откуда берутся дожди, риск глобальной нехватки воды возрастает | |
Одна из главных проблем современности&nbs... |
![]() | |
Nature Communications: Городам глобального Юга не хватает зеленых насаждений | |
Новое исследование показало, что города Г... |
![]() | |
TiA: Важный фермент в синтезе хлорофилла поможет выращивать устойчивые культуры | |
Исследователи изучили, как важный фермент... |
![]() | |
Мышь твою медь. Медь и мышьяк нашли в почве рядом с египетскими пирамидами | |
При строительстве комплекса пирамид в Гиз... |
![]() | |
IndChemMater: Изобретен простой метод переработки пластиковых отходов | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
Ученые УГНТУ предложили способ декарбонизировать спиртовое производство | |
Учёные из Уфимского государственного нефт... |
![]() | |
В ТПУ изучат влияние вулканического пепла на содержание ценных элементов в угле | |
Учёный Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Экологи СПбГУ исследуют углеродный след в почвах Ямала | |
Учёные из Санкт-Петербургского государств... |
![]() | |
Казанский ГАУ повышает урожайность пшеницы на 11% | |
Учёные Казанского государственного аграрного у... |
![]() | |
Бактерии способны производить биопластик — альтернативу пластику на основе нефти | |
Учёные ищут альтернативы пластику, который про... |
![]() | |
WRR: Выбросы углекислого газа приведут к росту наводнений в будущем на 50% | |
Исследование Бристольского университета и ... |
![]() | |
JACS: На технологию для преобразования CO₂ в топливо и химикаты вдохновил лотос | |
Исследователь из Университета Центральной... |
![]() | |
Atmospheric Research: Загрязнение воздуха повышает грозовую опасность | |
Загрязнение воздуха приводит к учащению л... |
![]() | |
AGU Advances: расшифрованы таинственные сигналы-предвестники PKP-волн | |
На протяжении десятилетий учёные пытались поня... |
![]() | |
Journal of Applied Ecology: Живая почва издает отчетливые звуки | |
Здоровые почвы издают звуки, которые человечес... |
![]() | |
Новый вид поражающих картофель бактерий обнаружили учёные Тимирязевской академии | |
Авторы исследовали изоляты Pectobacterium punj... |
![]() | |
Science Advances: Железную нитрогеназу будут использовать для фиксации CO₂ | |
Нитрогеназы — важные ферменты на&nb... |
![]() | |
Communications Biology: Генномодифицированные мухи займутся отходами и свалками | |
Команда Университета Маккуори предлагает испол... |
![]() | |
Экологичность роботов-доставщиков делает их привлекательнее для потребителей | |
Исследование Университета штата Вашингтон пока... |
![]() | |
Nature Catalysis: Новый реактор позволяет получать экологически чистый аммиак | |
Аммиак очень важен для производства проду... |
![]() | |
В ПНИПУ предложили использовать коксохимические смолы для улучшения сорбентов | |
Активированный уголь в гранулах применяют... |
![]() | |
PNAS: Восстановление лесов полезно и для климата, и для людей | |
Новое исследование, проведённое университетами... |
![]() | |
Nature Communications: Бактерии в озерах борются с изменением климата | |
Метан — это парниковый газ, ко... |
![]() | |
MIT: С помощью экологичного цемента стартап намерен избавиться от гигатонн CO₂ | |
Компания Sublime Systems, основанная профессор... |