Российские химики сделали дешевый катализатор для получения водорода

Водород — практически идеальное топливо: он легкий, его удобно хранить и перевозить, а при сгорании выделяется только безвредный водяной пар. Одна из перспективных областей современной энергетики — получение водорода с помощью солнечных батарей. В таких устройствах энергия солнечного излучения превращается в электроэнергию, которая сразу же тратится на электролиз воды и получение водорода. Этот процесс вдвойне выгоден: можно не только получить удобное и экологичное топливо, но и запасти впрок энергию нестабильных солнечных генераторов. Однако пока что у солнечного водорода есть существенный недостаток — высокая цена. Катализаторы для электролиза делают из платины, рутения и других металлов платиновой группы.

Доступные и эффективные катализаторы для получения водорода разработали российские химики под руководством Яна Волошина из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН.

Ученые использовали стандартные пористые подложки для катализаторов — активированный уголь и оксид графена. Но вместо металлов платиновой группы сверху нанесли клатрохелаты железа и кобальта — это такие комплексы металлов, в которых каждый атом металла находится в собственной отдельной «клетке» из органических молекул.

Эксперименты показали, что клатрохелаты хорошо держатся на подложках, а по эффективности не уступают своим более дорогим аналогам. Каждый атом металла в клатрохелате становится самостоятельным каталитическим центром, что позволяет превращать молекулы воды в водород.

Авторы планируют уже в ближайшее время испытать новые катализаторы в полупромышленных электролизерах воды. Они отметили, что можно приготовить и клатрохелат на основе рутения. В этом случае расход ценного металла будет значительно ниже, а эффективность может повыситься. Соответствующая статья вышла в журнале Process Safety and Environmental Protection.