Российско-китайский прорыв в создании катализаторов для получения водорода
Учёные Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с коллегами из Китая сделали значительный прорыв в области производства водорода. Их новаторский катализатор оказался в семь раз более стойким и стабильным по сравнению с существующими дорогими аналогами. Это открытие, опубликованное на портале iScience, может существенно увеличить производство водорода как для химической промышленности, так и для изготовления топлива.
Основная задача в производстве водорода с помощью электролиза воды заключается в создании недорогих и эффективных электрокатализаторов, не содержащих платину, для реакции выделения водорода (HER). Карбид молибдена является идеальным кандидатом благодаря своей уникальной электрической структуре, низкой стоимости и превосходным характеристикам.
Исследователи синтезировали долгоживущие электрокатализаторы методом плазменного разряда дуги постоянного тока в условиях окружающего воздуха. В процессе экспериментов были созданы образцы с различным соотношением молибдена, графита и меламина. Наиболее эффективным оказался образец с наибольшей долей меламина, который продемонстрировал гетероинтерфейсы Mo2C-MoO2. Этот образец показал высочайшую и наиболее стабильную электрокаталитическую активность с перенапряжением 148 мВ при плотности тока 10 мА∙см² и тафелевским наклоном 63 мВ/дек в щелочном электролите.
Кроме того, электроды демонстрировали длительную электрохимическую прочность на протяжении двух недель, что подтверждает их потенциал для устойчивого производства водорода. Эти результаты открывают новые перспективы для эффективного и экономичного производства водородного топлива.