• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
28 июля, 17:43
Редакция Naked Science
1
691

Катализатор для электролиза морской воды проработал более 7000 часов

❋ 4.8

Китайские ученые разработали катализатор для электролиза морской воды. Он проработал более 7000 часов, практически не потеряв свою эффективность. Потенциально разработка существенно упростит получение водорода из морской воды.

Результаты исследования структуры катализатора NiFe-MOF-S/NF. (a) Схематическое изображение катализатора NiFe-MOF-S/NF. (b) SEM-изображение NiFe-MOF-S/NF. (c) Рентгенодифракционные (XRD) спектры NiFe-MOF-S, отделенного от подложки NF. (d) Рамановские спектры NiFe-MOF и NiFe-MOF-S, отделенных от подложки NF. (e) XPS-спектр S 2p для NiFe-MOF-S. (f) TEM-изображение и (g) соответствующие картины SAED для NiFe-MOF-S. (h) HRTEM-изображение NiFe-MOF-S / © Nature Communications

Ученые считают водород перспективным источником «чистой энергии». Когда его используют в качестве топлива, единственным продуктом реакции оказывается вода. При этом сам водород также можно получать из воды с помощью электролиза: под действием электрического тока молекулы воды расщепляются на водород и кислород.

Однако у этого метода есть недостатки. Пресная вода — ресурс ограниченный. Исследователи предлагают заменять ее морской водой, которой на планете намного больше.

Сейчас перед электролизом воду опресняют, но это делает процесс дороже и сложнее. Решением может стать прямой электролиз морской воды, но у практического применения этого метода есть ограничения, в том числе коррозионное воздействие хлорид-ионов (Cl⁻).

Однако ученые из Южно-Китайского технологического университета (Китай) показали, что небольшие количества хлорид-ионов могут не только вредить, но и приносить пользу. Они запускают перестройку структуры катализатора, повышая его эффективность. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.

Распад воды на кислород и водород — процесс относительно медленный. Чтобы его ускорить, используют катализаторы.

Китайские исследователи разработали катализатор NiFe-MOF-S. Он состоит из наночастиц дисульфида никеля (NiS₂), нанесенных на нанолисты NiFe-MOF (металл-органический каркас на основе никеля и железа). Разработка позволила точнее регулировать расположение хлорид-ионов относительно активных участков катализатора.

Ученые протестировали работу катализатора NiFe-MOF-S в щелочной морской воде. Обычную морскую воду ощелачили, добавив гидроксид калия. Чтобы достичь плотности тока 500 миллиампер на квадратный сантиметр, потребовалось всего 213 милливольт дополнительного напряжения. Для сравнения, в обычном одномолярном растворе гидроксида калия показатель составил 268 милливольт.

Катализатор оказался не только эффективным, но и долговечным. Он непрерывно проработал более 7000 часов в щелочной морской воде с плотностью тока один ампер на квадратный сантиметр, при этом перенапряжение увеличивалось лишь на 1,4 микровольта в час.

Авторы научной работы также испытали электролизер с новым катализатором в условиях, близких к промышленным. Электролизер стабильно проработал более 1500 часов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
17 августа, 06:33
Мария Азарова

У любителей кофе выявили расхождение в уровнях тестостерона: одна форма этого гормона повышалась вместе с количеством выпитого, а другая, напротив, снижалась. Результат оказался особенно интересным на фоне изменений других показателей, связанных с обменом веществ и здоровьем сердца.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

17 августа, 10:29
Мария Азарова

Грудь и ягодицы обычно воспринимаются как главные особенности женской фигуры, которые могут влиять на оценку привлекательности. Однако новое исследование показало, что в предпочтениях мужчин эти признаки далеко не равноценны.

16 августа, 11:45
Татьяна Зайцева

В черепах участников битв эпохи Средневековья часто находят отверстия квадратной формы, о происхождении которых спорят специалисты. Авторы нового исследования пришли к выводу, что такое повреждение — следствие смертельного удара по голове палицей.

11 августа, 14:04
Марк Чернов

Десятимесячный эксперимент в Антарктиде помог выяснить, что частые взаимодействия в замкнутом пространстве не сближают команду, а провоцируют рост недоверия, конфликты и падение продуктивности. Ученые уверены, что отсутствие личного пространства и постоянный контакт с одними и теми же людьми могут стать главными психологическими угрозами для экипажей будущих марсианских миссий.

15 августа, 15:28
Марк Чернов

Специальный пластиковый жилет смог существенно снизить дозу радиации, полученную манекеном во время тестового полета корабля Orion к Луне. По уровню защиты жилет не уступил специальному противорадиационному убежищу внутри корабля. В будущем такая экипировка позволит защищать астронавтов от солнечных вспышек во время полетов на Луну и Марс, минимально сковывая их работу.

31 июля, 14:12
Андрей Серегин

Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.

9 августа, 19:34
Марк Чернов

Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.

19 июля, 20:09
Александр Березин

Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?

[miniorange_social_login]

Комментарии

1 Комментарий
Sam Dowson
3 недели назад
Вот опять. Статья, в которой нет самого главного - скорости каталитической реакции. Как много вырабатывается Н2 в секунду на 1м2 катализатора? Единицы измерения: моль/(м2*с) или л/(м2*с). М2 - площадь каталитической поверхности. Да он хоть миллион часов может работать, но если с 1м2 выделяется 1мл водорода в час - это смех, а не катализатор.