МОСКВА, 20 октября. /ТАСС/. Исследователи из России разработали долговечный катализатор для извлечения водорода из молекул карбамида, построенный на базе нанотрубок, содержащих в себе скопления атомов никеля. Это позволит снизить расход благородных металлов на синтез катализаторов для производства водорода и повысит эффективность его получения, сообщила пресс-служба "Сколтеха" (входит в группу ВЭБ.РФ).
"Наиболее распространены в качестве катализаторов благородные металлы, такие как платина и палладий. В реакциях окисления карбамида они показывают не слишком высокую эффективность и уступают никелю и оксиду никеля, которые при этом деградируют в суровых условиях этих реакций. Зато при инкорпорировании в однослойные углеродные нанотрубки мы наблюдаем гораздо более положительные результаты", - пояснил старший преподаватель Центра фотоники и фотонных технологий "Сколтеха" Федор Федоров, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечает Федоров, карбамид представляет собой простое органическое соединение, состоящее из азота, водорода, кислорода и углерода. Оно было открыто химиками еще в начале XIX века, а сегодня карбамид используется для производства удобрений, а также различных смол, гербицидов и прочих химикатов, широко применяемых на практике. Также карбамид можно использовать в качестве источника водорода.
Российским ученым удалось создать долговечный катализатор для извлечения водорода из карбамида, используя широкодоступные реагенты, в том числе никель и однослойные углеродные нанотрубки. Данный наноматериал, как обнаружили исследователи, защищает никелевый катализатор от разрушения, а обработка нанотрубок при помощи азотной плазмы также способствует образованию достаточно длинных нанопроводов из металла внутри них.
"Перед внедрением никеля наши нанотрубки дополнительно подвергаются обработке азотной плазмой в течение определенного времени. Эта обработка формирует дефекты, которые служат входными отверстиями, обеспечивая проникновение никеля внутрь. В результате нанопровода внутри трубок удлиняются, что повышает эффективность катализатора. Кроме того, дефекты в нанотрубках играют роль активных центров катализа", - пояснил профессор "Сколтеха" Альберт Насибулин, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
В результате этого новый катализатор как минимум не уступают в уровне каталитической активности другие формы расщепителей карбамида на базе никеля, а также при этом он значительно превосходит их в долговечности. Это проявляется в том, что даже после тысячи рабочих циклов его активность снизилась менее чем на 2%, что позволит снизить расход катализатора на извлечение водорода из карбамида, подытожили ученые.