Сегодня 11 июля 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 🔥
Созданные ИИ вирусы научились обходить защиту Microsoft Defender, но пока с переменным успехом 2 ч.
«Сбылась мечта всех фанатов»: мобильная хоррор-стратегия на выживание Resident Evil: Survival Unit вышла из тени 2 ч.
Экс-глава Intel представил тест для оценки соответствия ИИ общечеловеческим ценностям 2 ч.
Krafton обвинила бывших руководителей Unknown Worlds в подрыве разработки Subnautica 2, а те подали на компанию в суд 2 ч.
Sony показала 17 минут геймплея Ghost of Yotei и анонсировала лимитированные PS5 в стиле игры 5 ч.
Агентство по охране окружающей среды США посетовало на непрекращающиеся попытки бездумного внедрения ИИ 6 ч.
TikTok уже приступил к реструктуризации американского бизнеса, хотя перспективы сделки не ясны 6 ч.
ГК «Гарда»: лишь треть российских компаний использует решения для защиты данных 6 ч.
Новая статья: В малом весе: обзор российских мобильных операционных систем 14 ч.
YouTube объявил о закрытии раздела «В тренде», но уже готовит ему замену 15 ч.
Стало известно, когда в московском метро появятся беспилотные поезда 2 мин.
«Хьюстон, у нас проблема»: Техас едва не похитил шаттл «Дискавери» из Смитсоновского музея 2 ч.
Team Group представила SSD с аппаратным самоуничтожением 2 ч.
Российские сотовые операторы наконец получили перспективный диапазон частот, но пока лишь для тестов 2 ч.
Xiaomi SU7 меньше всех китайских электрокаров теряет в цене на вторичном рынке 2 ч.
Производитель смартфонов Nokia сократит своё присутствие в США 3 ч.
Доля зарубежного трафика в российских сетях подскочила на 15–25 % за последний год 3 ч.
«Зачастили они»: болид озарил ночное небо над Челябинском 3 ч.
Минпромторг урезал субсидии радиоэлектронной отрасли почти вдвое в 2025 году и сократит их ещё больше в 2026-м 4 ч.
На свою третью годовщину телескоп «Джеймс Уэбб» во всей красе показал туманность «Кошачья лапа» 4 ч.