Новый способ расположения катализатора ускорил электролиз воды
Ученые нашли способ встроить катализатор электролитического разложения воды в объемную структуру. Их технологическое решение ускоряет производство водорода и делает его стабильнее.
Водород важен для науки и промышленности благодаря своим свойствам: это самый легкий химический элемент, он обладает высокой плотностью энергии, а значит, может быть топливом, не создающим опасных выбросов. Единственный продукт сгорания водорода — вода. При окислении водород соединяется с двумя атомами кислорода и образует воду, H₂O.
Эти характеристики делают водород привлекательным источником «чистой энергии». Однако его производство до сих пор потребляет много энергии. Исследователи стараются сделать электролиз воды более эффективным, чтобы источники возобновляемой энергии могли обеспечить его протекание для получения водорода.
Электролиз воды — процесс, при котором вода разлагается на составляющие элементы под действием электрического тока. Воду разными способами приводят в контакт с электродами, катодом и анодом. К электродам присоединен источник тока. При пропускании тока на катоде образуется водород, а на аноде — кислород. Они быстро аккумулируются из свободных атомов в молекулярные водород (H₂) и кислород (O₂).
Относительно медленный физико-химический процесс распада воды на кислород и водород называют реакцией выделения кислорода (oxygen evolution reaction, OER). Ускорить OER можно с помощью катализаторов из благородных металлов. Золото, серебро, платина, иридий — редкие и дорогие металлы, а для ускорения реакции с их участием требуется дополнительная энергия.
Международная исследовательская группа разработала новый метод электрохимического расщепления воды. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
Новый подход использует атомарно распределенный иридий в качестве катализатора. Металл встроен в структуру с диметилимидазолом и гидроксидом кобальта и железа. Важная инновация группы исследователей — именно в расположении этих компонентов: они собраны в объемную структуру, и это решение повысило эффективность и производительность разложения воды.
Предложенный учеными метод значительно усиливает активность OER и потребляет мало дополнительной энергии. Объемная структура использует только отдельные атомы иридия, что удешевляет применение катализатора и делает ускоренную реакцию стабильной.
Telegram 
Дзен 
VK Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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
Последние комментарии