Ученые из Японии удешевили производство водорода с помощью ржавчины

На пути к водородной энергетике одной из главных проблем остается эффективное хранение и высвобождение водорода. Перспективный материал для этого — борогидрид натрия, который выделяет водород при простом контакте с водой. Однако для этой реакции обычно требуются дорогостоящие катализаторы из драгоценных металлов, например платины, что ограничивает их массовое применение.

Недавний прорыв совершила группа исследователей из японского центра наноархитектоники MANA под руководством доктора Юсукэ Идэ. Ученые разработали экономичный и высокопроизводительный катализатор на основе «зеленой ржавчины» — минерала на основе железа, который раньше считался слишком нестабильным для практического использования.

Секрет технологии заключается в обработке частиц зеленой ржавчины раствором хлорида меди. В результате на краях частиц образуются наноразмерные скопления оксида меди, которые служат высокоактивными центрами для производства водорода. Кроме того, структура зеленой ржавчины поглощает солнечный свет, передавая энергию через медные кластеры и дополнительно повышая эффективность реакции.

Испытания показали, что новый катализатор обеспечивает скорость производства водорода, сравнимую или даже превосходящую показатели традиционных материалов на основе драгоценных металлов. Он также продемонстрировал превосходную долговечность, сохраняя свою активность после многократного использования.

Особую значимость открытию придает его практичность и масштабируемость. Катализатор работает при комнатной температуре, относительно прост в производстве и может быть легко интегрирован в существующие системы. Учитывая, что уже разрабатываются недорогие методы получения самого борогидрида натрия и существуют пилотные проекты по его использованию на кораблях, это открытие способно ускорить глобальный переход на чистую водородную энергию.

«Мы ожидаем, что наш катализатор будет использоваться для водородных топливных элементов во многих бортовых системах, таких как автомобили и корабли, — говорит доктор Идэ. — Надеюсь, это приведет к развитию различных видов транспорта с нулевыми выбросами».