Водород можно получать разными способами. В наши дни его чаще всего производят из каменного угля – крайне неэкологичная технология, образующая огромное количество парниковых газов.
Получать «зеленый» водород с помощью обычной ржавчины научились ученые из Кореи
В наши дни углеродно нейтральный водород добывают с помощью электролиза, и он получается неоправданно дорогим. Альтернативой является термический метод с помощью так называемых «кислородных губок» – в этом направлении только что наметился технологический прорыв.
Legion-Media
Новый катализатор, позволяющий получать водород экологически чистым способом, разработали исследователи из Научно-технологического университета Пхохана (республика Корея) и Национального университета в Сеуле.
Альтернативой ему служит электролиз, который менее вреден, но при таком методе водород получается очень дорогим.
В перспективе, есть третий способ – термохимический. Оксид металла в нем используется как катализатор, работающий по циклу: он то разделяет воду на водород и кислород, вбирая кислород в себя, то высвобождает его. Такие катализаторы неофициально называют «кислородными губками».
Проблема в том, что ранее опробованные на роль «губок» вещества требовали сильного нагрева, чтобы высвободить кислород, и вбирали мало кислорода, поэтому для промышленности они были неинтересны.
Кислородная губка ученых из Пхохана
Авторы нового исследования взяли в качестве «губки» феррит никеля FeNi2O4. Выяснилось, что новый катализатор тратит в 2 раза меньше энергии на производство того же количества водорода, по сравнению с уже известными «губками», и вбирает в разы больше кислорода.
Ученые также изучили глубинный механизм работы данного феррита с помощью экспериментов и компьютерных симуляций, и выявили «структурные активные зоны» в веществе, на которых вода разделяется на кислород и водород. Понимание этого механизма позволит создавать еще более эффективные катализаторы.
Главная прелесть новой технологии в том, что она использует для производства водорода то, что у человечества есть в изобилии – оксид железа для производства катализатора, солнечное тепло и вторичное тепло от промышленности, которое обычно никак не используется, объяснил профессор Хенгю Джин из университета Пхохана. Из его ингредиентов лишь никель является относительно дефицитным.
Результаты их работы опубликованы в рецензируемом издании Acta Materialia.