Ученые только что нашли новый способ производить водород из воды
Новый светоактивируемый материал на основе необычной химии серы эффективно получает водород из воды без дополнительного дорогого металлического катализатора и может указать путь к более дешевому солнечному топливу
Короткое резюме
Исследователи Университета штата Орегон создали новый класс материалов, способных под действием света производить водород из воды. Работу возглавил Кириакос Стилиану из Колледжа науки OSU; его команда разработала фотокатализатор, который быстро и эффективно получает водород. Результаты опубликованы в «Журнале Американского химического общества» и, по словам исследователя, могут дать еще один инструмент для снижения выбросов парниковых газов и борьбы с изменением климата.
В основе работы лежат металлоорганические каркасы (MOF) — кристаллические пористые материалы с настраиваемой структурой. Исследование сосредоточено на MOF BVR-19, содержащем необычную сульфид-сульфидную связь, которая временно разрывается при освещении и создает высокореактивные серные частицы. По словам Стилиану, важную работу выполняет органический компонент: материал использует серосодержащие органические строительные блоки для захвата световой энергии и переноса электронов, а не полагается в первую очередь на атомы металла. Поэтому BVR-19 не требует дополнительного дорогого металлического катализатора, а сам образуется спонтанно в водных растворах при комнатной температуре, что снижает энергозатраты на его создание.
Такой подход может сделать будущие системы получения водорода под действием света проще и ближе к более чистой альтернативе доминирующему промышленному методу, основанному на природном газе. Паровой риформинг метана выделяет CO2, а существующие методы разложения воды часто зависят от электрокатализа и источника электроэнергии; чтобы оставаться устойчивыми и экономически конкурентоспособными, они должны использовать дешевую возобновляемую энергию. Сейчас водород из метана стоит около 1,50 доллара за килограмм, тогда как зеленый водород — примерно 5 долларов за килограмм. По словам Стилиану, работа дает план для разработки более эффективных материалов и снижения стоимости зеленого водорода, включая понимание того, почему одни версии MOF работают лучше других при замене металла.
Создан фотокатализатор для получения водорода из воды
Команда OSU под руководством Кириакоса Стилиану разработала материал, который быстро и эффективно производит водород под действием света
Не требуется дополнительный дорогой металлический катализатор
В BVR-19 ключевую роль играют серосодержащие органические компоненты, захватывающие свет и переносящие электроны
Реакцию запускает необычная сульфид-сульфидная связь
При освещении она временно разрывается, образуя высокореактивные серные частицы
Работа дает новые правила дизайна для удешевления зеленого водорода
Материал спонтанно формируется в воде при комнатной температуре, а исследование объясняет, почему некоторые версии MOF работают лучше других
Текст сгенерирован с использованием ИИ
