Американские специалисты предложили новый способ производства чистого водорода, который в дальнейшем может активизировать переход на использование альтернативных источников энергии.
Каталитический метод, используемый учеными, позволил сократить уровень выделяемой в ходе реакции окиси углерода практически до нуля и снизить температуру, требующуюся для создания топлива.
В то время как водород находится в окружающей среде, его производство и транспортировка являются дорогостоящими и сложными процессами. А побочным продуктом самых современных методов получения водорода остается угарный газ, который токсичен для людей и животных.
Инженеры из Университета Дьюка, используя каталитический подход, продемонстрировали в лаборатории, что они могут снижать уровень окиси углерода практически до нуля, а также производить водородное топливо при значительно более низких температурах.
Катализаторы являются посредниками по продвижению химической реакции. В данном случае катализаторами были наночастицы золота и оксида железа (ржавчина). Интересно, что традиционные методы очистки водорода, которые далеко не так эффективны, как новый подход, также включают использование наночастиц золота и оксида железа в качестве катализатора.
«Раньше предполагалось, что наночастицы оксида железа были только строительным материалом, который удерживал наночастицы золота вместе. Но мы обнаружили, что увеличение площади поверхности оксида железа резко увеличивает каталитическую активность золота», — рассказала одна из авторов исследования, аспирант Титилайо Шодия.
До сих пор считалось, что размер частиц золота является ключевым параметром процесса, добавляет она, но теперь стало понятно: следует сосредоточить внимание на роли оксида железа.
Научный сотрудник лаборатории спектроскопии наноматериалов Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН Александр Чернов считает, что исследование постепенно приближает нас к переходу на альтернативные виды топлива.
«Работа ученых направлена на создание нового катализатора на основе золота для селективного окисления CO (угарный газ) и экспериментальное исследование этого катализатора. Полученные результаты демонстрируют возможность усовершенствования существующих топливных ячеек, работающих при температуре ниже 100°C», — добавил г-н Чернов.
По мнению же вице-президента Нанотехнологического общества России Дениса Андреюка, для описанных в работе технологий пока не существует реальной коммерческой перспективы.
«Катализаторы являются веществами, не участвующими в химической реакции, но они меняют механизм ее протекания. В результате становятся возможны реакции, которые раньше не могли бы состояться. Накоплен огромный массив эмпирических данных о том, как работают платина, палладий, золото и другие катализаторы. У этого направления большой потенциал. Люди перешли на уровень наночастиц, поэтому самые неожиданные материалы могут выступать в роли катализаторов. Я не удивлюсь, если в ближайшее десятилетие их массив удвоится. Если говорить о получении альтернативной энергии, то это пока несерьезно. Все виды альтернативной энергии, включая биотопливо, не сопоставимы по стоимости с топливной энергетикой, и водород как источник энергии не конкурентоспособен», — отметил г-н Андреюк.