site.btaИзследователи превръщат метални отпадъци в катализатор за производство на водород

Учени от Университета на Нотингам откриха начин за превръщане на метални отпадъци във високоефективен катализатор за производство на водород от вода, съобщи Физ.орг.

Откритието може да направи производството на водород по-устойчиво.

Страничен продукт от металообработващата промишленост са стружки. Повърхността им е текстурирана с малки стъпала и жлебове на наноравнище. Тези структури могат да закрепят атоми на платина или кобалт. Това води до създаването на ефективен електрокатализатор, който може да разделя водата на водород и кислород.

Изследването е публикувано в списание Journal of Material Chemistry A.

Водородът е чисто гориво, което може да се използва за производство на топлина или за задвижване на превозни средства. Единственият страничен продукт от изгарянето му е водната пара. Повечето методи за производство на водород обаче разчитат на суровини от изкопаеми горива. Електролизата на водата е един от най-обещаващите екологични начини за производство на водород, тъй като изисква само вода и електричество.

Индустрията е изправена пред предизвикателство с електролизата на водата, тъй като този процес изисква редки и скъпи елементи като платина, за да се катализира разделянето на водата. С оглед на ограниченото предлагане в световен мащаб и нарастващите цени на благородните метали има спешна необходимост от алтернативни електрокаталитични материали за производство на водород.

„Само промишлеността във Великобритания генерира милиони тонове метални отпадъци годишно. С помощта на сканиращ електронен микроскоп успяхме да проверим привидно гладките повърхности на стружките от неръждаема стомана, титан или никелова сплав“, каза д-р Хесу Алвес Фернандес от университета в Нотингам, който ръководи изследователския екип.

„За наше учудване открихме, че повърхностите имат канали и подутини, които са широки само десетки нанометри. Осъзнахме, че тази нанорелефна повърхност може да представлява уникална възможност за изработване на електрокатализатори.“

Изследователите използват магнетронно разпрашване, за да създадат „дъжд“ от платинени атоми върху повърхността на стружките. След това те се обединяват в наночастици, които се вписват плътно в наноразмерните жлебове.

„Забележително е, че сме в състояние да произвеждаме водород от вода, използвайки само една десета от количеството на зареждане с платина в сравнение с най-съвременните търговски катализатори“, каза д-р Мадасами Тангамуту, докторант в Университета на Нотингам, който отговаря за анализа на структурата и електрокаталитичната активност на новите материали. 

„Електрокатализаторите, произведени от стърготини, имат потенциала да окажат значително въздействие върху икономиката. Нашата уникална технология, разработена в Нотингам, която включва израстване атом по атом на платинени частици върху наноструктурирани повърхности, реши две основни предизвикателства“, каза професор Андрей Хлобистов от Университета на Нотингам. „На първо място, той позволява производството на екологичен водород с възможно най-малко количество благородни метали, а на второ - оползотворява метални отпадъци от космическата индустрия, и то в рамките на един процес“, допълни той.