Ученые создали дешевый катализатор для получения водорода из воды

Ученые создали новый дешевый катализатор для получения водорода из воды с помощью электричества, который может найти свое применение в экологически чистой солнечной энергетике будущего, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Наиболее перспективной областью применения подобных катализаторов является хранение солнечной энергии, избыток которой может быть получен в светлое время суток, а использован тогда, когда это необходимо. Такая концепция подразумевает полный цикл генерации и использования энергии малыми хозяйствами, что очень удобно и намного более эффективно, нежели централизованное получение энергии на электростанциях и дальнейшее её распределение по электросетям.

Катализатор, разработанный командой Даниэля Носера (Daniel Nocera) из Массачусетского технологического института в США, позволяет эффективно использовать электроэнергию для получения водорода путем разложения воды. Несмотря на то, что эта реакция уже давно известна ученым, она используется очень ограниченно только для производства высокочистого водорода, так как требует больших энергозатрат.

Катализаторы, разрабатываемые группой Носера и другими учеными, позволяют снизить электрическое напряжение, при котором протекает реакция, что снижает затраты энергии, а следовательно и стоимость получаемого таким образом водорода.

До сих пор наиболее эффективным среди таких катализаторов считается платина — дорогой и редкий металл, запасы которого на планете очень ограничены.

Вновь разработанный катализатор представляет собой соединение на основе элементов никеля и бора, которое может быть с помощью электричества нанесено в виде тонкой пленки на любую поверхность. На получающемся таким образом электроде, опущенном в водный раствор соединений бора (электролит), при приложении электрического напряжения менее чем в 2 Вольта происходит реакция разложения воды с выделением кислорода. При этом на противоположном электроде происходит реакция с выделением чистого водорода.

Достоинством нового катализатора является прежде всего то, что он может быть получен из широко распространенных и дешевых элементов. Кроме того, он обладает хорошими рабочими характеристиками, которые позволяют надеяться на то, что подобные каталитические системы в будущем найдут коммерческое применение.

Для этого ученым необходимо увеличить мощность подобных катализаторов, «научить» их работать на обычной воде без применения дополнительных химических компонентов в качестве электролитов, а также для максимальной эффективности совместить в едином устройстве с солнечными элементами.