Сегодня 01 октября 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Японцы изменили атомарную структуру оксида марганца и сделали суперкатализатор для производства водорода

Одна из глобальных целей в сфере чистой энергетики — это эффективное производство водорода с привлечением возобновляемых источников энергии. Обычно для этого используется электролиз — разложение воды на водород и кислород с использованием электрической энергии и катализаторов. Проблема состоит в дороговизне катализаторов с использованием благородных металлов. Японцы ближе всех подошли к решению задачи, для чего использовали обычный марганец.

 Источник изображения: RIKEN

Источник изображения: RIKEN

В последние годы наибольшую популярность приобрёл метод электролиза с протонно-обменной мембраной (PEM). Замена электролита на PEM стабилизирует выработку водорода и ускоряет его производство. Но применение мембран обходится значительно дороже и более хлопотно, поскольку в агрессивной среде мембраны быстро теряют свои свойства. Для продления их срока службы до настоящего времени в оксид марганца добавляли иридий, что резко увеличивало стоимость выработки водорода.

Исследователи из Института RIKEN в Японии взяли обычный марганец и изменили его трёхмерную структуру, что вылилось в создание наиболее эффективного и экологически чистого PEM-электролизёра без использования редких металлов.

Новый катализатор учёные разработали на основе оксида марганца (MnO2), изменив структуру кристаллической решётки материала таким образом, чтобы она образовывала более прочные связи с атомами кислорода. Улучшенный MnO2 оказался гораздо более стабильным, чем другие катализаторы на основе неблагородных металлов, и смог поддерживать реакцию с водой гораздо дольше, выработав на 1000 % больше водорода.

Согласно опубликованному в журнале Nature Catalysis исследованию, MnO2 в 40 раз увеличивает срок службы других недорогих катализаторов. Материал более устойчив к растворению в кислоте и более стабилен во время реакции. В ходе лабораторных испытаний катализатор проработал более 1000 часов при силе тока 200 мА/см², производя в 10 раз больше водорода, чем другие материалы.

Безусловно, это только начало. Предстоит ещё много работы, прежде чем новый материал можно будет использовать в промышленных электролизёрах, но исследователи считают, что их открытие сыграет решающую роль в устойчивом производстве водорода. Будущие модификации структуры марганца могут допустить ещё большее увеличение плотности тока и больший срок службы катализатора, а в долгосрочной перспективе обещают сделать возможным электролиз воды без использования иридия и других редких металлов.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
В США заработали первые ИИ ЦОД флагманского кампуса OpenAI Stargate 5 мин.
Минтранс РФ решил, кто будет виноват в ДТП с беспилотными авто 28 мин.
ИИ пугает, но пока не увольняет: исследователи не нашли всплеска безработицы 31 мин.
Samsung представила 80-долларовый смартфон Galaxy M07 — с чипом Helio G99 и батареей на 5000 мА·ч 2 ч.
Карманный ИИ становится массовым: каждый третий смартфон в этом году получит ИИ-ускоритель 2 ч.
ИИ-стартап Rebellions привлёк финансирование от Arm и Samsung, получив оценку в $1,4 млрд 2 ч.
Пожар в южнокорейском ЦОД нарушил работу 647 государственных сервисов — на восстановление уйдёт месяц 2 ч.
Учёные подсмотрели у природы и создали нейрон на белковых нанопроводах, впервые работающий как настоящий 2 ч.
Altera улучшила характеристики FPGA семейства Agilex 5 и приступила к их массовому производству 3 ч.
Компактный ИИ-компьютер Orange Pi AI Studio оснащён ускорителем Huawei Ascend 310 3 ч.