Новости науки
Челябинские учёные открыли новое топливо из воды
Газета «Вечерний Челябинск» (г. Челябинск), 30.06.2021
Дата публикации: 16.08.2021
Южноуральские учёные открыли новый катализатор для получения топлива из воды. Исследование на стыке экологии и материаловедения провели в ЮУрГУ. Учёные получили гексаферрит, который демонстрирует высокую эффективность в качестве электрокатализатора выделения кислорода, сообщает пресс-служба ЮУрГУ.
Каждое транспортное средство, будь то автомобиль, ракета или самолёт, во время движения оставляет углеродный след. Это совокупность всех выбросов газов, негативно влияющих на экологию и климат. Поэтому учёные с каждым годом активнее рассматривают в качестве экологически чистого топлива воду. Водород и кислород, получаемые в результате разложения, можно использовать в разных сферах.
Чтобы разложение воды на химические элементы прошло успешно, используется электрический ток. Именно под его действием в кислой среде выделяется водород, а в щелочной – кислород. Эффективность процесса зависит от электрокатализаторов.
Учёные Южно-Уральского государственного университета проверили, как проявляют себя в роли вещества, ускоряющего реакцию, гексаферриты бария.
Соединения оксида железа выбрали, потому что научное сообщество старается отойти от использования дорогих платиновых металлов. К ним относится, например, иридий – его диоксид является эталоном сравнения для катализаторов электролиза воды. В рамках исследования протестировали активность целой линейки гексаферритов бария, такая работа была проведена впервые.
— Ставки делались в первую очередь на гексаферриты, допированные никелем, — говорит доктор химических наук, старший научный сотрудник лаборатории кристаллохимического дизайна функциональных материалов НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ Павел Абрамов. — Однако они оказались выигрышными только с термодинамической точки зрения. Неожиданностью стала высокая кинетическая активность титансодержащего гексаферрита, связанная с высокой подвижностью носителей заряда внутри материала. Приложив чуть больше энергии к таким материалам, мы значительно выигрываем в количестве полученного кислорода.
Учёные ЮУрГУ в рамках комплексного исследования синтезировали ряд ферритов, которые затем проходили испытание. Коллеги из Института неорганической химии Сибирского отделения РАН (ИНХ СО РАН) изучали электрохимические свойства и состав комплексов. Также в работе участвовали представители Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси (НПЦ НАН).
По результатам исследования был сделан вывод, что титаносодержащие гексаферриты могут использоваться в составе топливных элементов для получения из воды кислорода.
Работа ведётся в рамках проекта, поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований. Руководит проектом Денис Винник, доктор химических наук, заведующий кафедрой «материаловедение и физико-химия материалов», директор НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ. Следующим шагом станут исследования по скринингу электрохимической активности сложных замещённых ферритов, изучение их фотоактивности и фотостабильности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Chemistry and Physics (Q2).
Олег Синицын
Источник: Вечерний Челябинск
Фото: Архив П. Абрамова / Пресс-служба ЮУрГУ
