Сегодня 30 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Теги → водородное топливо

Учёные создали катализатор для получения водорода из аммиака, который «нарушил» законы физики

Учёные из Великобритании столкнулись с загадочным явлением: предложенный ими катализатор для получения водорода из аммиака повёл себя необъяснимым образом. Обычно катализаторы снижают свою активность в процессе работы, но новый, напротив, становился всё эффективнее. Это заставило исследователей изучить атомарную структуру вещества, которая, по всем признакам, нарушала законы физики.

 Источник изображения: University of Nottingham

Источник изображения: University of Nottingham

Аммиак считается одним из наиболее энергоёмких носителей. Однако для его непосредственного использования необходимо разложить его на водород (H₂) и азот (N₂). Реакция протекает наиболее эффективно в присутствии катализатора, например рутения (Ru), который является редкоземельным элементом. Исследователи с химического факультета Ноттингемского университета, в сотрудничестве с Бирмингемским университетом и Кардиффским университетом, разработали катализатор на основе графитового стержня с нанометровыми вкраплениями рутения. Нанокластеры рутения вступали в контакт с аммиаком и разлагали его на водород и азот. Удивительно, но чем дольше катализатор работал, тем выше становилась его активность — реакция ускорялась.

«Мы были удивлены, обнаружив, что активность нанокластеров рутения в углероде на самом деле увеличивается со временем, что противоречит процессам дезактивации, обычно происходящим у катализаторов в ходе их использования. Это захватывающее открытие не может быть объяснено традиционными методами анализа, поэтому мы разработали микроскопический подход для подсчёта атомов в каждом нанокластере катализатора на различных стадиях реакции с использованием сканирующей просвечивающей электронной микроскопии. Мы выявили серию тонких, но значительных преобразований на атомном уровне», — рассказал научный сотрудник химического факультета доктор Ифань Чен (Yifan Chen).

Катализирующие элементы изготавливались методом магнетронного распыления, при котором плазма в магнитных полях распыляет мишень (в данном случае рутений) и напыляет материал на носитель (графитовый стержень). Такой метод обеспечивает размещение большинства атомов катализатора на поверхности носителя, где они могут взаимодействовать с сырьём, а не остаются глубоко внутри материала.

Изучение атомарной структуры катализатора показало, что в процессе работы рутений самопроизвольно собирается в нанокластеры площадью 2–3 нм². Эти нанокластеры формируют ступенчатые усечённые пирамидки. В таком виде катализатор постепенно увеличивает площадь активной поверхности, что объясняет его возрастающую эффективность.

«Это открытие задаёт новое направление в разработке катализаторов, демонстрируя стабильную, самосовершенствующуюся систему для получения водорода из аммиака как экологически чистого источника энергии. Мы ожидаем, что этот прорыв внесёт значительный вклад в развитие технологий устойчивой энергетики, поддерживая переход к будущему с нулевым углеродным выбросом», — подытожил профессор химического факультета Андрей Хлобыстов.

В Китае создали самый мощный в мире электрогенератор на водороде — за час он сжигает 444 т чистого водорода

Арсенал зелёной энергетики пополнился самым мощным в мире электрогенератором на чистом водороде. Его мощность составляет 30 МВт, для чего каждый час сжигается 443,45 т водорода. Это примерно как 25 раз в час заправить один из крупнейших в мире дирижаблей «Гинденбург», печально известный катастрофой в мае 1937 года. Разработчики генератора надеются, что он поможет сгладить провалы в выработке энергии возобновляемыми источниками.

 Источник изображения: Mingyang

Источник изображения: Mingyang

Генератор Jupiter One разработали специалисты группы компаний Mingyang Smart Energy. Этот производитель известен созданием самых больших в мире ветряных турбин высотой до 300 метров. Ветер, как и солнце не вырабатывают энергию непрерывно. Промежутки с безветрием и ночью необходимо заполнять выработкой из иных источников. Использование водорода интересно тем, что излишки электричества во время пиковых поставок днём можно направлять на электролиз — извлечение водорода расщеплением обычной воды.

Представленный компанией Mingyang генератор способен создать буферный источник энергии для солнечных и ветряных установок. Это тем более важно, что свет и ветер вырабатывают энергию преимущественно в северных и западных районах Китая, тогда как главным потребителем остаётся восток и прибрежные районы. В связи с этим в Китае сложилась ситуация, что во время пиковой выработки около 25 % энергии из возобновляемых источников просто теряется — в стране недостаточно линий электропередач, чтобы в полном объёме передавать эту энергию на восток и юг. Эти излишки можно пустить на электролиз и затем использовать в генераторах электричества на водороде.

 Jupiter One сжигает достаточно водорода в час, чтобы заправить 78 487 автомобилей Toyota Mirai с водородными элементами

Jupiter One сжигает столько водорода в час, что можно было бы заправить 78 487 автомобилей Toyota Mirai с водородными ячейками

Генератор Jupiter One имеет десять камер сгорания. Водород — капризное и опасное топливо. Для согласованной работы всех камер пришлось решить множество задач, чтобы воспламенение и сгорание топлива всё время оставались под контролем.

Toyota разработала технологию, которая резко повысит эффективность автомобилей на жидком водороде

Toyota представила концепт инновационной системы для повышения эффективности автомобилей, работающих на жидком водороде. Система позволяет повторно использовать испаряющийся водород благодаря насосу с самонагнетателем, при этом значительно уменьшая потерю топлива.

 Источник изображения: Toyota

Источник изображения: Toyota

Японский автопроизводитель продолжает активно развивать водородные технологии. В 2023 году Toyota представила концепт GR Corolla H2 с системой хранения жидкого водорода при температуре -253 градуса Цельсия. Однако, несмотря на использование сверхнизких температур, позволяющих предотвратить закипание жидкости, часть водорода всё равно испаряется, увеличивая потерю топлива.

Для решения проблемы Toyota представила на гонке Super Taikyu Series 2024 новую технологию топливного насоса с самонагнетателем. Эта система использует давление испаряющегося водорода для его сжатия в 2-4 раза, превращая в топливо, которое можно использовать повторно, без дополнительных затрат энергии. Но и это ещё не всё. В дальнейшем планируется использовать остатки испаряющегося водорода для питания топливного элемента, который будет обеспечивать работу водородного насоса, дополнительно повысив эффективность системы.

 Источник изображения: Toyota

Источник изображения: Toyota

Стоит отметить, что работа с жидким водородом сопряжена с рядом технических сложностей, связанных как с хранением, так и с конфигурацией всей системы. Профессор Вашингтонского государственного университета, доктор Джейкоб Личман (Jacob Leachman) подчёркивает, что водородные насосы являются самыми уязвимыми компонентами во всех водородных системах — как криогенных, так и газообразных, он считает, что Toyota совершила прорыв, разработав насос, который использует криогенную установку для сжатия водорода. «Это прогресс, который необходимый всем, кто разрабатывает автомобили на жидком водороде», — сказал Личман.

Одновременно профессор отмечает, что одной из главных проблем остаётся герметизация контейнеров с жидким водородом. Если водород закипает внутри закрытой ёмкости, давление может возрасти до 140 мегапаскалей (МПа), что создаёт дополнительные сложности для разработчиков таких систем.

Hyundai представила концепт водородного внедорожника Initium с запасом хода более 640 км

Компания Hyundai представила концепт внедорожника Initium на водородном топливе, запас хода которого составляет более 640 км. Концепт обещает высокую производительность, стильный дизайн и использование топливных элементов третьего поколения.

 Источник изображения: Hyundai

Источник изображения: Hyundai

Хотя технические характеристики автомобиля пока остаются в секрете, известно, что Initium будет оснащён большими водородными баками и шинами с низким сопротивлением качению для увеличения запаса хода. Hyundai заявляет, что автомобиль сможет проехать более 400 миль (640 км) на одной заправке водородных баков, при этом мощность его двигателя составит 150 кВт.

В сравнении с текущей моделью Hyundai Nexo, который разгоняется до 96 км/ч за 8,4 секунды, разгон до 100 км/ч у Initium сократился до 8 секунд. «Это выдающиеся показатели по сравнению с конкурирующими автомобилями на топливных элементах», — отметил на презентации в Сеуле Чжин Хван Чжун (Jin Hwan Jung), старший вице-президент Hyundai, отвечающий за разработку транспортных технологий.

 Источник изображения: Hyundai

Источник изображения: Hyundai

Initium станет флагманом водородной линейки Hyundai и будет использовать топливные элементы третьего поколения. По словам представителей компании, новые топливные элементы будут на 40 % долговечней, чем у Nexo. Также автомобиль будет оснащён функцией Vehicle-to-Load (V2L), что позволит использовать его как источник питания. Полностью заправленный Initium сможет вырабатывать до 100 кВт·ч энергии. Для сравнения, этого достаточно для обеспечения электроэнергией одного жилого корейского дома средних размеров в течение 10 дней.

 Источник изображения: Hyundai

Источник изображения: Hyundai

Дизайн Initium выполнен в новом дизайне «Art of Steel». По словам главы глобального дизайна Hyundai и Genesis Санг Юп Ли (SangYup Lee), концепт сочетает в себе прочность и эстетическую привлекательность стали. «Мы использовали новый подход к материалам и придали стали форму, которая подчёркивает её красоту», — отметил он.

Экстерьер отличается массивными арками колёс и угловатыми формами, что придаёт ему брутальный вид. Однако, чтобы избежать чрезмерной угловатости, дизайнеры добавили плавные линии в заднее окно и сделали 21-дюймовые колёса несколько изогнутыми. Освещение выполнено в фирменном стиле Hyundai с использованием пикселей, которые можно увидеть на фарах, решётке радиатора и интегрированных рейлингах на крыше.

 Источник изображения: Hyundai

Источник изображения: Hyundai

Hyundai также уделила внимание развитию водородной инфраструктуры (в настоящий момент в Южной Корее насчитывается около 200 станций заправки водородом). Initium будет оснащён навигационной системой, которая поможет водителям планировать маршруты с учётом доступности станций и времени ожидания своей очереди. Президент Hyundai Джэй Хун Чанг (Jaehoon Chang) подчеркнул, что компания намерена развивать водородную экосистему для создания «чистого, тихого и безопасного» транспорта. Автомобиль планируется запустить в производство весной 2025 года.

Представлен первый в мире поезд, способный работать и на водороде, и электричестве

Швейцарская компания Stadler Rail представила RS Zero — первый в мире поезд, способный работать как на водороде, так и на электричестве, сообщает New Atlas. Ранее, всего несколько месяцев назад, Stadler установил мировой рекорд Гиннесса с водородным поездом Flirt H2, который смог проехать без дозаправки более 2800 км.

 Источник изображения: Stadler

Источник изображения: Stadler

RS Zero заменит популярный, но устаревающий поезд Stadler RS1, работающий на дизельном и биодизельном топливе из рапсового масла, который курсирует по железным дорогам Европы уже с 1996 года. Новый поезд разработан специально для небольших региональных линий, где электрификация путей затруднена. Благодаря относительно лёгкой конструкции и возможности переключаться между водородным и электрическим режимами RS Zero подходит для таких маршрутов как нельзя лучше.

«Наша цель заключалась в том, чтобы разработать лёгкий поезд, который может работать без выбросов на второстепенных маршрутах, — заявил исполнительный вице-президент Stadler Ансгар Брокмайер (Ansgar Brockmeyer). — С RS Zero мы можем предложить клиентам поезд, который максимально комфортен, эффективен и доступен для всех пассажиров, включая людей с ограниченными возможностями». Вагоны имеют низкий уровень пола и безбарьерную зону, а также многофункциональную зону для велосипедов и другого громоздкого багажа, что действительно делает их удобными для различных категорий пассажиров.

RS Zero будет доступен в одно- и двухвагонной конфигурациях. Водородная версия поезда сможет преодолевать до 1000 км без дозаправки, в то время как запас хода на аккумуляторах составит от 90 до 180 км. Максимальная скорость поезда составит 120 км/ч. Предлагая две опции на выбор, компания предоставит операторам гибкость в выборе топлива и конфигурации поезда в зависимости от их потребностей.

Важно отметить, что с учётом своих экологических принципов, Stadler использует для внутренней отделки 98 % возобновляемых материалов для напольного покрытия и переработанные материалы для боковых стенок, включая PET-бутылки. Кроме того, система климат-контроля использует экологически чистый хладагент. Прототип водородного поезда будет представлен на выставке InnoTrans 2024 в Берлине в конце этого месяца.

В Египте построят первый в мире водородный небоскрёб — он обойдётся без подключения к электросети

По сообщению Reuters, подконтрольная Саудовской Аравии компания планирует в начале 2025 года начать строительство в новой столице Египта первой в своём роде 55-этажной офисной башни. Львиную долю энергии небоскрёб станет получать с помощью утилизации чистого водорода, который будет подаваться туда в жидком виде. Стоимость проекта достигает $1 млрд. Он станет примером устойчивой экономики, жизни и производства.

 Источник изображения: Forbes

Источник изображения: Forbes

Рамочное решение о реализации проекта было подписано в последний день 53 Всемирного экономического форума в Давосе в январе 2023 года. Строительные работы будет контролировать саудовская компания Magnom Properties — дочка саудовской промышленной группы Rawabi Holding. Заказчик башни — медиагруппа Forbes. Рабочее название проекта — Forbes International Tower. Это будет первая коммерческая башня Forbes. Медиагруппа рассчитывает зарабатывать на аренде офисов в новой административной столице Египта, которая несколько лет назад начала возводиться к востоку от Каира.

Солнечные панели будут встроены в фасад башни и смогут обеспечивать её потребности в электричестве на 25 %. Остальное электричество будет получаться из поставляемого в башню водорода. Проект не предусматривает никакого сотрудничества с коммунальными службами Египта, который время от времени сталкивается с перебоями в подаче энергии. Для Magnom Properties это станет пробным камнем. Затем по данному проекту планируется построить аналогичные башни в Дубае и Эр-Рияде.

В здании будет два сверхскоростных VIP-лифта и вертолётная площадка на крыше. Безопасность обеспечат новейшие системы предотвращения вторжений как физических, так и кибернетических. Автоматика, искусственный интеллект, новые подходы в организации офисного пространства и так далее — будет всё самое лучшее, что обойдётся заказчику в изрядную сумму. Для сравнения, около 20 похожих башен рядом построили китайцы — фактически целый квартал, что обошлось властям Египта всего в $3 млрд.

Детальная проработка здания поручена архитектурной группе AS+GG из Чикаго (архитектор Адриан Смит (Adrian Smith) и компания Gordon Gill Architecture). Строительство объекта должно стартовать в начале 2025 года и обещает завершиться к 2030 году.


window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
«Просто навещаю старого друга»: актёр озвучки Геральта в The Witcher 3: Wild Hunt спустя 10 лет вернулся к роли ради аддона «Баллады прошлого» 4 мин.
Австралия запустила судебное разбирательство против Telegram — мессенджер обвиняют в распространении пропаганды терроризма 24 мин.
«Идеальное сочетание Elden Ring и Arc Raiders, но худший босс — очередь на сервер»: релиз экшена Mistfall Hunter был омрачён техническими проблемами 2 ч.
Разработчики Path of Exile 2 наконец устранили зависания, которые мучили игроков с самого релиза — виновата была Nvidia 2 ч.
Бывший инженер Microsoft создал «Диспетчер задач» для macOS 3 ч.
Павла Дурова включили в список экстремистов и террористов Росфинмониторинга 3 ч.
OpenAI подарит 100 000 учёным бесплатный доступ к своим ИИ-моделям 4 ч.
Европа заставит помечать весь ИИ-контент — новые правила вступают в силу уже в воскресенье 4 ч.
GPT-5.6 и ChatGPT Work разогнали выручку OpenAI — компания догоняет Anthropic 5 ч.
Альтернативные мессенджеры BiP и KakaoTalk засбоили в России 5 ч.
SpaceX попыталась настроить FCC против Eutelsat OneWeb, сославшись на дискриминацию в Европе 27 мин.
Первый гаджет, разработанный Альтманом и Айвом, будет похож на домашний смарт-дисплей HomePad 31 мин.
Китай пригрозил США из-за запрета на импорт человекоподобных роботов 32 мин.
Продажи мобильных процессоров MediaTek и Qualcomm упали, а Samsung и Google — выросли 2 ч.
Карманная «киношная» камера DJI Osmo Pocket 4P с подвесом и двумя объективами поступила в продажу 2 ч.
Kioxia представила свои первые SSD с PCIe 6.0 — до 61,44 Тбайт, но скорость пока не уточняется 2 ч.
Мобильное подразделение Samsung впервые в истории закончило квартал с убытком — виноват дефицит памяти 6 ч.
Sony захотела купить производителя объективов Tamron 6 ч.
MSI анонсировала серверы на базе AMD EPYC Venice 9006 с воздушным и жидкостным охлаждением 6 ч.
Грядёт подорожание смартфонов: Qualcomm объявила о повышении цен на все свои чипы с 1 сентября 6 ч.