Южноуральские ученые придумали, как ускорить получение водородного топлива

30 Июня 2021 Автор: Евгений Аникиенко Фото: Людмила Ковалева
Южноуральские ученые придумали, как ускорить получение водородного топлива


Это позволит уйти от отравляющих атмосферу вредных выбросов.

Химики Челябинской области придумали, как снизить энергозатраты для разделения воды на водород и кислород. В итоге получится экологичное и экономичное водородное автотопливо, не выделяющее вредные вещества в атмосферу. Процесс электролиза в разы ускоряет полученный учеными «титановый» катализатор-гексаферрит, продемонстрировавший высокую эффективность в роли стимулятора выделения кислорода. Результаты исследования, опубликованные в журнале Materials Chemistry and Physics (Q2), произвели сенсацию в научных кругах.

Как пояснили авторы ноу-хау, любое транспортное средство, будь то автомобиль, ракета или самолет, при движении оставляет углеродный след. Чтобы в перспективе уйти от «нефтяного» топлива, ученые нашли ему хорошую альтернативу — обычную воду. Это самое распространенное в природе сырье, запасы которого в отличие от углеводородных месторождений почти неистощимы. Водород и кислород, получаемые в ходе ее разложения, можно использовать не только в качестве движущей силы транспорта, но и в самых разных сферах.

Для разделения воды на химические элементы применяют электрический ток. Под его воздействием в кислой среде выделяется водород, а в щелочной кислород. Но пока это обходится слишком дорого, и, чтобы снизить энергозатраты и форсировать процесс, применяют электрокатализаторы. Ученые ЮУрГУ высказали предположение, что реакцию могут ускорить гексаферриты бария, и это подтвердилось.

По их словам, соединения оксида железа выбрали, чтобы уйти от использования дорогостоящих платиновых катализаторов. Для сравнения применяли иридий: его диоксид является эталонным для катализаторов электролиза воды. В рамках проекта протестировали целую линейку гексаферритов бария и отобрали лучшие.

«Поначалу свои надежды мы связывали с гексаферритами, допированными никелем, но они оказались выигрышными только с термодинамической точки зрения, — говорит доктор химических наук, старший научный сотрудник лаборатории НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ Павел Абрамов. — Зато неожиданно открылись новые возможности титаносодержащего гексаферрита. Приложив чуть больше энергии к таким материалам, мы выигрываем в количестве полученного кислорода».

Челябинские ученые в рамках исследования синтезировали ряд ферритов, провели их испытания. А коллеги по научной коллаборации из Института неорганической химии Сибирского отделения РАН изучали электрохимические свойства и состав таких комплексов. Также в работе участвовали представители Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси. В итоге исследователи пришли к выводу, что титаносодержащие гексаферриты могут использоваться в составе топливных элементов для получения из воды кислорода и попутного водорода.

Разработка ведется в рамках масштабного проекта, поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований. Руководит проектом Денис Винник, доктор химических наук, директор НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ. По его словам, следующим шагом станет изучение электрохимических возможностей так называемых сложных замещенных ферритов, исследование их фотоактивности и фотостабильности. Если гипотезы ученых подтвердятся, это может стать научным прорывом, приблизит переход на экологически чистую и дешевую водородную энергию.
Сегодня | 18:02
Более половины южноуральцев отметили улучшение в дорожной сфере

В 2021 году в регионе ремонтные работы проведены на 875 км дорожного полотна.

Сегодня | 17:53
Депутаты осмотрели новый детский сад и физкультурно-оздоровительный комплекс в Коркино

В районе активно развивается социальная инфраструктура.

Сегодня | 18:02
Более половины южноуральцев отметили улучшение в дорожной сфере

В 2021 году в регионе ремонтные работы проведены на 875 км дорожного полотна.

Сегодня | 17:34
На Южном Урале расширят посевы твердой пшеницы

В этом году планируется увеличить их на 30 тысяч гектаров.

 
Новости   
Спецпроекты