Международная группа исследователей разработала уникальный катализатор на основе высокоэнтропийного оксида шести металлов. Он позволяет быстро и с минимальными затратами получать водород из воды. Об этом Науке Mail сообщили в пресс-службе Высшей школы экономики.
Водород считается перспективным экологичным топливом, поскольку при его использовании не выделяется CO₂. Однако его производство методом электролиза воды сдерживается медленной и энергоемкой стадией выделения кислорода. Для ускорения реакции традиционно требуются дорогие катализаторы на основе редких металлов. В качестве доступной и устойчивой альтернативы авторы исследования предложили использовать высокоэнтропийный оксид.
В ходе синтеза мы соединили в одной кристаллической решетке сразу несколько металлов: кобальт, железо, марганец, медь, никель и хром. Благодаря этому на поверхности образовывалось много рабочих точек, где реакция шла быстрее, а сама структура меньше разрушалась со временем.
Наилучшие результаты показали наночастицы оксида, закрепленные на восстановленном графене. Такая подложка обеспечила равномерное распределение частиц, предотвратила их агломерацию и повысила электропроводность всей системы.
Ключевое преимущество разработки — снижение оверпотенциала до 290 мВ против 770 мВ у обычных катализаторов, что уменьшает энергозатраты. Инновационный катализатор сохраняет стабильность в течение 12 часов работы и использует доступные металлы вместо дорогих аналогов вроде платины. Исследование, опубликованное в ACS Applied Energy Materials, может сделать производство водорода экономически выгоднее и ускорить переход к зеленой энергетике.
Кроме специалистов Московского института электроники и математики имени А. Н. Тихонова ВШЭ, в работе приняли участие ученые Казанского федерального и Южно-Уральского государственного университетов, Института энергетических исследований и Института передовых исследований Каталонии (IREC и ICREA, Испания) и Тебризского университета (Иран).
Ранее Наука Mail писала о том, что российские ученые нашли новое решение для хранения водорода.
