В связи с ростом мирового спроса на «зеленый» водород ученые изучают прямой электролиз морской воды как экологичный способ производства водорода без потребления дефицитной пресной воды. Электролиз морской воды кажется идеальным решением — океаны бесконечны, а на побережьях уже работают ветровые и солнечные станции. Но все упирается в химию: избыток хлорид-ионов в морской воде разрушает электроды, вызывая коррозию и преждевременный выход оборудования из строя.
Ученые из Университета Цинхуа покрыли электроды из сульфида железа и никеля — редкоземельного металла с высоким сродством к кислороду — тончайшим слоем оксида европия (Eu₂O₃). Этот невидимый «щит» создает микросреду, насыщенную гидроксид-ионами, которая отталкивает агрессивные хлориды. В результате — вдвое больше плотности тока и свыше 1000 часов стабильной работы под высоким напряжением без признаков деградации.
Ученые называют этот подход примером того, как инженерия на атомном уровне превращает фундаментальную химию в практическую технологию. Комбинация экспериментов in situ и компьютерного моделирования показала, что оксид европия не только защищает поверхность, но и усиливает ключевую реакцию выделения кислорода — основу любого водородного электролизера.
Создание интерфейса, обогащенного OH⁻, стало новой парадигмой: материал не просто выживает в соленой воде — он работает эффективнее. Это шаг к тому, чтобы электролиз морской воды стал устойчивым источником экологически чистого водорода, особенно в прибрежных районах, где пресная вода — дефицит.
Технико-экономический анализ показал, что электроды с редкоземельной защитой уже соответствуют целевым показателям рентабельности. Однако для промышленного внедрения системам предстоит выдерживать десятки тысяч часов работы при высоких токах — и пока неясно, сможет ли покрытие справиться с такими условиями.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ученые создали стойкий катализатор для водорода.
