Химики ТПУ улучшили природный катализатор для синтеза «зеленого» водорода
Ученые Томского политехнического университета (ТПУ) совместно с китайскими коллегами предложили недорогой и безопасный метод улучшения электрокаталитических свойств дисульфида молибдена с помощью источника света. Разработка может лечь в основу создания эффективных систем производства «зеленого» водорода, который рассматривается как перспективное экологичное топливо для автотранспорта. Это станет важным шагом в развитии альтернативной энергетики и снижении негативного воздействия транспорта на окружающую среду.
В настоящее время перспективным катализатором для производства «зеленого» водорода считается дисульфид молибдена. Природный источник молибдена — минерал молибденит — широко распространен, в том числе на территории России, имеет невысокую стоимость и обладает стабильностью. Это делает данный материал значительно доступнее, чем более дорогая платина.
«Существующие методы, применяемые для увеличения каталитической активности дисульфида молибдена, имеют те или иные недостатки — необходимость высоких температур и давления, использование агрессивных химических реагентов. Поэтому перед нами как перед учеными стояла задача поиска недорогого, «зеленого» и простого метода синтеза высокодефектной гибридной структуры на основе тонких слоев дисульфида молибдена», — рассказал один из авторов исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
Химики ТПУ совместно с зарубежными коллегами разработали метод, при котором необходимый материал получают с помощью раствора ионов железа и источника видимого света, который можно заменить солнечным светом. По сравнению с обычным молибденитом, модифицированный катализатор позволяет произвести такое же количество водорода из воды, используя при этом на 20 % меньше энергии.
«Более того, нами разработан метод локального уменьшения толщины дисульфида молибдена, создания дефектов и осаждения магнитных наночастиц оксида железа в предопределенных местах, что крайне важно в дальнейшем при создании различных устройств», — пояснил еще один участник исследования, инженер Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Чан Туан Хоанг.
По словам ученых, полученные результаты могут лечь в основу создания безопасных и недорогих систем производства «зеленого» водорода для автомобильного топлива. Также авторы оценивают перспективность использования модифицированного дисульфида молибдена в сенсорах, оптотехнике и оптоэлектронике.
Исследование поддержано грантом РНФ.