Учёные Балтийского федерального университета имени И. Канта и ИТМО создали новый материал-катализатор, упрощающий процесс получения водорода из воды. Результаты исследования опубликованы в журнале Small.
Традиционное производство высокочистого водорода, который может применяться как экологически чистое топливо, требует использования агрессивных химических реагентов и энергии, получаемой при сжигании ископаемого топлива — нефти, угля или газа. Это приводит к значительному углеродному следу, отмечает лаборант-исследователь НОЦ «Умные материалы и биомедицинские приложения» БФУ имени И. Канта Николай Шилов.
Разработанный катализатор основан на доступных химических элементах — железе, кобальте и никеле — в противовес дорогим иридию и рутению, традиционно применяемым в подобных процессах. Технология синтеза включает три простые стадии, выполняемые «в одном стакане» при комнатной температуре, без необходимости нагрева.
«Мы придумали способ быстрого и холодного синтеза пористых материалов, которые помогают воде разлагаться на кислород и водород. Эти катализаторы особенно эффективны в магнитном поле. Это позволяет делать водород быстрее, дешевле и экологичнее», — пояснил Николай Шилов.
Особенностью нового материала является возможность «настройки» его эффективности путём помещения во внешнее магнитное поле. По словам исследователя, такое свойство редко встречается у катализаторов для получения водорода и позволяет адаптировать технологию под разный масштаб производства.
Разработчики подчеркнули, что новый способ синтеза «бюджетных» катализаторов может быть успешно внедрён в России, где развивается водородная энергетика и налажено многотоннажное недорогое производство металлического натрия и калия из минерального сырья.
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда (грант №24-23-00270) и программы академического лидерства «Приоритет-2030».