Новый катализатор открывает путь к производству водорода из морской воды



В условиях глобального спроса на чистую энергию водород рассматривается как одно из самых перспективных решений благодаря своей высокой энергоемкости и отсутствию углеродных выбросов при сжигании. Однако его экологичное производство методом щелочного электролиза воды сталкивается с серьезным ограничением — зависимостью от пресных водных ресурсов, запасы которых ограничены.

Использование морской воды, покрывающей большую часть планеты, могло бы стать решением, но высокая концентрация хлоридов в ней вызывает быструю коррозию катализаторов и снижает эффективность процесса. Международная команда ученых из Университета Чунг-Анг в Южной Корее и Циндаоского университета науки и технологий в Китае разработала новый недорогой и прочный электрокатализатор, способный эффективно производить водород в соленой среде, решая эту ключевую проблему.

Исследователи создали катализатор на основе рутения (Ru) с уникальной кристаллическо-аморфной гетероструктурой. Эта сложная архитектура, полученная с помощью специального метода синтеза, обеспечивает сверхмелкое распределение частиц рутения, оптимизирует электронные свойства и придает материалу высокую стабильность. Проще говоря, такая структура одновременно защищает катализатор от агрессивного воздействия солей и значительно повышает его производительность.

Лабораторные испытания продемонстрировали выдающиеся результаты. Новый катализатор показал крайне низкое энергопотребление и сохранял стабильность в щелочной среде на протяжении более 250 часов. Что особенно важно, в условиях, имитирующих морскую воду, он проявил исключительную устойчивость к коррозии, работая стабильно более 100 часов с минимальным снижением производительности. По этим показателям он значительно превзошел коммерческие аналоги на основе платины (Pt/C) и обычного рутения (Ru/C).

Как пояснил один из руководителей проекта, доцент Чан Хэсон, технология призвана преодолеть критические барьеры на пути к коммерциализации чистого водорода. Его коллега, профессор Лю Сянь, подчеркнул экономическую выгоду: «Наш прорыв открывает огромные ресурсы океана для производства чистой энергии. Массовая активность нового катализатора в 37 раз выше, чем у коммерческих платиновых аналогов, что делает производство водорода значительно более рентабельным».

Эта разработка не просто решает технические проблемы активности и стабильности катализаторов, но и создает основу для масштабируемого производства зеленого водорода напрямую из морской воды. Такой подход снижает зависимость от ископаемого топлива и пресной воды, открывая путь к декарбонизации транспорта, промышленности и энергетики и ускоряя глобальные усилия по борьбе с изменением климата.