ТАСС, 25 ноября. Американские ученые разработали дешевый катализатор на базе железа и меди, позволяющий извлекать атомы водорода из аммиака и использовать их для производства энергии или проведения разного рода химических реакций. Его создание значительно упростит хранение и использование водородного топлива. Работа опубликована в журнале Science.
Повсеместное использование водородных источников энергии сегодня ограничивается тем, что для их изготовления и производства водорода нужны катализаторы на базе платины и других дорогостоящих благородных металлов. Эти же вещества часто используют и для хранения водорода.
Исследователи предположили, что водород можно запасать не в виде чистого газа, а в более удобной для хранения форме: в виде молекул аммиака. В теории, аммиак можно расщеплять на азот и водород по мере необходимости, используя дешевые и легкодоступные катализаторы.
Новый способ хранения водорода
На текущий момент таких ускорителей химических реакций не существует. Исследователям из США удалось решить эту проблему, создав катализатор на базе железа и меди, использующий энергию света для ускорения процесса разложения аммиака.
Его создание стало возможным благодаря использованию так называемых плазмонов в работе ускорителя реакций. Плазмонами ученые называют коллективные колебания электронов, способные распространяться вдоль поверхности металлов и других материалов.
Исследователи достаточно давно заметили, что плазмоны, возникающие на поверхности металлических наноструктур при их облучении светом, особенно сильно нагревают окружающую их среду и способствуют появлению электронов, которые активно взаимодействуют с поглощенными наночастицами молекулами. Опираясь на эту идею, ученые разработали такую структуру наночастиц на базе меди и железа, при которой они активно поглощали аммиак и взаимодействовали со светом.
Тесты показали, что этот фотокатализатор столь же эффективно расщеплял аммиак на водород и азот при облучении обычным светодиодом, как это делают классические катализаторы на базе рутения. Это позволит значительно удешевить и упростить процесс хранения и использования водорода в экономике, а также сделает водородную энергетику более безопасной для окружающих людей, подытожили ученые.