Дешевый катализатор без платины для производстве зеленого водорода

11.05.2026

Водород считается одним из самых перспективных экологически чистых энергоносителей будущего. При его использовании выделяется только вода, он не производит углеродных выбросов и может накапливаться в больших объемах, помогая сохранять энергию солнца и ветра. Однако массовое производство "зеленого" водорода до сих пор остается слишком дорогим, поскольку лучшие электролизеры требуют платины - одного из самых редких и дорогостоящих металлов на Земле.

Команда ученых под руководством Ган Ву из Вашингтонского университета в Сент-Луисе разработала новый катализатор, который может полностью изменить эту ситуацию. Они создали материал на основе двух фосфидов переходных металлов - Re2P и MoP. В виде гетероструктуры эти два вещества в непосредственном контакте друг с другом превзошли платиновые аналоги и продемонстрировали стабильную работу в течение более 1000 часов непрерывного электролиза.

Электролиз воды с использованием возобновляемой электроэнергии остается самым чистым способом получения водорода. Платина долгие годы была незаменимой, потому что идеально удерживает водород на своей поверхности во время реакции. Ученые десятилетиями искали ей замену, и сочетание Re2P и MoP оказалось одним из самых успешных решений. Каждый материал в отдельности уступает платине, но вместе они эффективно компенсируют слабые стороны друг друга.

Важным нововведением стала так называемая "сухая катодная архитектура". В обычных электролизерах вода сильно пропитывает каталитический слой, что создает проблемы с отводом газов и ускоряет деградацию. Новая конструкция регулирует водородные связи на границе катализатор-электролит таким образом, что рабочий слой остается относительно "сухим". Вода поступает только к активным центрам реакции, что снижает сопротивление, ускоряет процесс и существенно повышает долговечность устройства.

Ган Ву отмечает, что новый катализатор обеспечивает наименьшее сопротивление во всем исследованном диапазоне потенциалов, что говорит о самой высокой кинетике адсорбции водорода среди изученных материалов. Это означает не только высокую эффективность, но и возможность масштабирования технологии для промышленных объемов.

Более доступный и долговечный катализатор открывает путь к значительному снижению стоимости зеленого водорода. Это особенно важно для тяжелой промышленности, где водород может заменить ископаемое топливо в производстве стали, химикатов и удобрений. Ежегодно только канализационный метан выбрасывает в атмосферу почти 2 миллиона тонн парниковых газов, и дешевый водород способен существенно ускорить декарбонизацию этих секторов.

<< Назад: Шопинг от YouTube 11.05.2026

>> Вперед: Научное сравнение интеллекта владельцев животных 10.05.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Создан кристалл, который лучше всех веществ преломляет свет 02.07.2018 Команда ученых и инженеров, возглавляемая Висконсинским университетом в Мадисоне и Университетом Южной Калифорнии (США), создала кристалл, обладающий более высокой степенью оптической анизотропии, чем все другие твердые вещества на Земле, особенно для инфракрасного света. Чтобы лучше понять, что такое оптическая анизотропия, поместите кусок прозрачного исландского шпата (минерал, разновидность кальцита) поверх изображения, и вы увидите, что это изображение раздвоится. Это происходит благодаря феномену, называемому двойным преломлением. В этом свойстве и проявляется оптическая анизотропия - различие оптических свойств среды в зависимости от направления распространения в ней света, а также от поляризации этого света. Световые волны в одном и том же пучке, проходящие через материал с оптической анизотропией, будут замедляться более или менее в зависимости от поляризации - меры направления вибрации волн света. Человеческий глаз не может уловить поляризацию, но способность изменять вибрационную ориентацию света необходима для ЖК-экранов, 3D-фильмов, лазеров и фильтров для объективов фото- и видео-камер. Большинство устройств, которые изменяют поляризацию света, основаны на материалах с оптической анизотропией. Такой минерал, как исландский шпат обладает хорошо выраженным двупреломлением, однако у нового кристалла, созданного американскими учеными, это свойство проявляется намного лучше. И намного лучше, чем у любого другого вещества на Земле - примерно в 50-100 раз, для инфракрасного диапазона. Эта впечатляющая способность исходит из уникальной молекулярной структуры кристалла, которая состоит из длинных цепочек атомов, расположенных в параллельных рядах. Используя передовые вычислительные методы, исследователи отобрали ряд необходимых атомов, выращивали их в лаборатории и тщательно изучали. Новый материал за счет своего свойства обладает высоким потенциалом. Он может быть полезен в энергосберегающих фотогальванических элементах или светоизлучающих диодах. В будущем ученые планируют исследовать другие свойства нового кристалла, они также работают над разработкой стратегий для синтеза материала в больших количествах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026