В ЮФУ создали универсальный материал, способный генерировать топливо из воды
Разработка ученых Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ потенциально может найти применение в производстве экологически чистого топлива и накопления энергии. Кроме того, технология может значительно повысить эффективность расщепления воды, способствуя переходу к устойчивой энергетике.
Злободневным вопросом современного мира является поиск новых энергетических технологий, которые не принесут ущерб климату, будут полезны для экономики и эффективны по мере того, как растет спрос на возобновляемые и экологически чистые источники энергии. Одними из успешных видов подобных технологий являются катализаторы – вещества или материалы, которые ускоряют электрохимические реакции. Они используются для улучшения процессов водородного (выделение водорода) и кислородного (восстановление кислорода) электролиза, а также для улучшения работы топливных элементов и аккумуляторных батарей.
На сегодняшний день наиболее эффективными электрокатализаторами для восстановления кислорода и выделения водорода являются платина и ее производные. Тем не менее эти благородные материалы чрезвычайно дороги, они не обеспечивают защиту от химических веществ, окисляющих топливо, и не обеспечивают долговременную эксплуатационную надежность.
В связи с этим ученые Института нанотехнологий, электроники и приборостроения ЮФУ под руководством ведущего научного сотрудника «Научно-исследовательской лаборатории технологии функциональных наноматериалов» Татьяны Мясоедовой создали новый материал, который может помочь более эффективно генерировать водород и кислород из воды – сульфид меди-молибдена (CuMoS). При этом электрод, состоящий из сульфидов меди и молибдена микростержневой структуры на пеноникеле, может быть использован в качестве активного и надежного бифункционального электрокатализатора для расщепления воды.
Специалисты отмечают, что данная работа – реализация идеи старшего научного сотрудника ИНЭП ЮФУ, участника программы постдоков ЮФУ в рамках Программы развития «Приоритет-2030»(нацпроект «Наука и университеты») Раджатсинга Калисулингам. Уже год молодой ученый совместно с коллективом Южного федерального университета трудится в нашем университете над темой разработки слоистых двойных гидроксидов и композитов на их основе для целей энергетики. Результаты исследования опубликованы в журнале Chemistry Europe.
«За последние несколько десятилетий были исследованы различные катализаторы на основе переходных металлов для электрохимического применения, разложения загрязняющих веществ и, особенно, расщепления воды. Ионы меди являются основными среди этих металлов из-за их хорошей проводимости, высокой стабильности, доступности и низкой стоимости. Исследования других ученых показали, что MoS2 с кристаллической фазой 1Т способен достигать хороших каталитических характеристик без какого-либо окисления на активных краях. Поэтому основной задачей исследования было целенаправленно синтезировать CuMoS с более высокой электронной проводимостью, стабильностью, долговечностью», – рассказала Татьяна Мясоедова.
По словам ученой, существуют аналогичные материалы и катализаторы, но преимущество микростержней CuMoS, синтезированных в ЮФУ, заключается в их эффективной бифункциональности. Они обладают высокой активностью для генерации как водорода, так и кислорода, что снижает общие затраты энергии, необходимые для расщепления воды, по сравнению с использованием катализаторов для каждой реакции.
«Практическая значимость наших результатов заключается в потенциале производства экологически чистого водорода и накопления энергии. Эта технология могла бы значительно повысить эффективность расщепления воды, способствуя переходу к устойчивой энергетике», – отметила ученая.
Исследование включало синтез материалов с помощью простого гидротермального метода, электрохимические испытания и методы определения структурных характеристик. По словам ученых, такие методы, как рентгеновская дифракция, электронная микроскопия и электрохимический анализ, сыграли решающую роль в характеристике материала и его электрокаталитических свойствах.
Специалисты также отмечают, что в будущем перед коллективом стоит задача оптимизации процесса синтеза микростержней CuMoS, расширение масштабов производства и тестирование материала в реальных условиях.
Telegram 
Дзен 
VK Каждый год на месторождениях происходят десятки плановых остановок скважин для ремонта или профилактики. Чтобы во время простоев предотвратить выброс нефти и газа на поверхность, скважины глушат и закачивают в них специальные жидкости, в качестве которых нередко используют обратные эмульсии. Раньше считалось, что они безвредны и легко удаляются, поэтому, когда после глушения проницаемость уменьшалась, это списывали на другие факторы — например, отложение парафинов. Комплексно не изучалось, как именно эти составы влияют на снижение добычи. Ученые Пермского Политеха изучили обратные эмульсии и впервые объяснили, как они влияют на проницаемость горных пород. Проведенное исследование позволяет заранее определить, насколько опасен тот или иной состав и какой способ очистки сработает лучше. Это поможет нефтяным компаниям минимизировать потери добычи и избежать дорогостоящих восстановительных работ.
Современные авиационные материалы должны быть легкими и сверхпрочными, чтобы выдерживать высокие нагрузки. Для этого в основной металл добавляют другие металлы — их называют легирующими элементами. Они помогают создать сложную внутреннюю структуру: микроскопические кристаллы (зерна), границы между ними и мелкие включения. Именно эти включения могут значительно повысить прочность сплава. Ученые Пермского Политеха создали математическую модель, которая показывает, как такие частицы влияют на поведение материала и внутри зерен, и на их границах. Реакция сплава на экстремальные нагрузки зависит от того, как расположены элементы структуры, а также от размера и состава включений. Модель поможет ускорить разработку новых сплавов: инженеры смогут заранее, на этапе проектирования, оценивать поведение материала и подбирать структуру, которая обеспечит нужные прочность, пластичность и долговечность.
Шведские и испанские биологи выяснили, что жизненный цикл красношейных козодоев строго подчиняется фазам Луны. В полнолуние эти ночные птицы активно охотятся и набирают вес, а в темные ночи новолуния сталкиваются с дефицитом энергии и впадают в легкое оцепенение. Колебания освещенности управляют не только ежедневным метаболизмом птиц, но и датами сезонных миграций и размножения.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Окаменелые остатки рептилии возрастом 289 миллионов лет сохранили полное анатомическое устройство грудной клетки ранних покорителей суши. Благодаря нетронутым хрящам исследователи реконструировали механику первого полноценного реберного дыхания. Наличие в тканях оригинальных белков подтвердило, что сложные органические молекулы способны сохраняться в палеонтологической летописи почти на 100 миллионов лет дольше, чем считалось.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно