Новости

Их преимущество состоит в ультрамалом содержании драгоценных металлов — даже одна сотая процента платины позволяет значительно повысить каталитическую активность. 

 

Ученые отмечают, что полученные результаты послужат научной основой для создания прототипов эффективных устройств для получения водорода под действием солнечного света. То есть, фактически, разрабатываемый подход может рассматриваться в будущем как основа для развития солнечно-водородной энергетики.

 

Новизна исследования состоит как в самом методе синтеза, так и в способе нанесения платины на носитель. «Мы применили предварительную обработку исходных реагентов и получили носитель фотокатализатора — графитоподобный нитрид углерода с высокой удельной поверхностью. Платину мы осаждали из нитратокомплексов. Это прецизионный метод осаждения, который позволяет получить высокоактивные материалы с очень малой массовой долей платины. Мы стартовали с одной сотой процента платины и показали, что при данном методе даже такая низкая доля активного компонента позволяет значительно увеличить фотокаталитическую активность», — рассказала автор исследования, ведущий научный сотрудник Института катализа СО РАН, д.х.н., профессор РАН Екатерина Козлова. 

 

Также ученые обратили внимание на интересный факт: во время осаждения комплексов платины и восстановления их водородом структура носителя частично выжигается, из-за чего образуются новые поры. Удельная поверхность материала возрастает практически в пять раз, за счет чего увеличивается активность фотокатализатора. 

 

«Мы достигли не только очень высокой активности, но и роста удельной поверхности носителя — 290 квадратных метров на грамм, а это очень много для графитоподобного нитрида углерода. Обычными методами можно получить максимум 20–30 квадратных метров на грамм. То есть мы предложили метод, который одновременно позволяет наносить платину и увеличивать поверхность графитоподобного нитрида углерода in situ при нанесении», — пояснила Екатерина Козлова. 

 

Помимо катализатора ученые создали прототип небольшого реактора для получения водорода под действием видимого света. Лабораторные тесты показали работоспособность реактора для топливного элемента мощностью в 1 Вт. Масштабировать реактор планируется в рамках проекта Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики», созданного на базе Института катализа СО РАН в конце 2021 года. Проект, в частности, предполагает создание уже в 2023 году укрупненных реакторов и развитие интегрированной системы — реактор для выделения водорода плюс водородный топливный элемент.

 

По словам ученого, в перспективе полномасштабный водородно-топливный процессор, который будет питать водородный топливный элемент, сможет обеспечивать электроэнергией отдаленные районы, где интенсивно светит солнце. Для этого потребуется только солнечный свет и реактор. 

 

Ученые продолжают работать в рамках проекта РНФ. «Сейчас мы получили активные фотокатализаторы, которые позволяют получать водород из водных растворов органических веществ, а конечной целью проекта РНФ на ближайшие два года является получение катализаторов, которые будут работать в процессе полного фотокаталитического разложения воды на водород и кислород», — добавила Екатерина Козлова.

 

Читайте также:

Тэги: инновации технологии