Сегодня 23 октября 2026
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.

Было интересно? Скажите об этом Google, чтобы чаще получать ссылки на наши новости про окружающая среда

Источник:

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

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Microsoft заявила, что её ИИ диагностирует заболевания намного лучше живых врачей 6 ч.
Бесплатное дополнение к пиксельному боевику Katana Zero стало ещё больше — теперь оно размером с полноценный сиквел 6 ч.
Экспериментальный браузер Arc закрылся — разработчики зазывают пользователей в ИИ-браузер Dia 6 ч.
Одной из самых знаковых трёхмерных игр в истории исполнилось 25 лет — GTA III празднует юбилей 8 ч.
Супергеройской комедии Dispatch исполнился год: продажи превысили 5 млн копий, названа дата релиза на iOS и Android 8 ч.
Небывалая свобода выбора и верность трилогии: ветеран BioWare рассказал, какой могла стать отменённая Mass Effect 5 11 ч.
ИИ поставил кибератаки на конвейер: CrowdStrike рассказала, как хакеры делегируют взлом автономным агентам 11 ч.
SAP отчиталась о рекордной квартальной выручке — компания делает ставку на автономные предприятия и ИИ-агента Joule 12 ч.
В Google Cloud появятся новейшие ИИ-модели OpenAI 12 ч.
Cyberpunk 2077 получила крупный патч 2.5 к выходу Cyberpunk: Edgerunners 2 — для игры это первое обновление более чем за год 12 ч.