Ученые ТПУ разработали уникальный катализатор для экологичного метода получения водорода
Результаты работы ученых опубликованы в журнале Chemical Engineering Journal (Q1; IF:16,744).
Сегодня мировое научное сообщество интенсивно занимается исследованиями по разработке устойчивых и возобновляемых источников энергии, способных уменьшить зависимость общества от ископаемых видов топлива. Водород — один из наиболее перспективных энергоносителей будущего. Из всех существующих способов его получения самым экологичным считается электролиз воды, который не сопровождается выделением парниковых газов. Но данная технология требует применения таких дорогостоящих катализаторов как платина. Поэтому актуальной задачей является разработка недорогих катализаторов с высокой производительностью.
Исследователи научной группы TERS-Team совместно с коллегами из Китая разработали новый материал, который может эффективно производить водородное топливо. Он состоит из пластинок MoS2 и восстановленного оксида графена.
«MoS2 представляет собой слоистый материал, состоящий из атомов молибдена и серы. Он принадлежит к семейству дихалькогенидов переходных металлов, относящихся к классу двухмерных материалов с уникальными электронными и оптическими свойствами. Кроме того, дисульфид молибдена — относительно дешевый и достаточно распространенный материал. А его сочетание с оксидом графена облегчает процесс переноса электронов, необходимый для производства водородного топлива», — рассказывает профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.
Сначала исследователи изготовили специальные чернила, содержащие нанопластинки MoS2 и частицы восстановленного оксида графена. Затем чернила наносились на электрод из медной пластинки с помощью струйной печати. Это позволяет формировать трехмерную пространственную структуру нанолистов дисульфида молибдена. После чего исследовались физико-химические свойства полученного материала.
«Дисульфид молибдена обладает уникальными электронными свойствами, которые делают его хорошим электрокатализатором. Края нанолистов MoS2 богаты активными центрами для реакции выделения водорода, это обеспечивает ее активность и селективность. Поскольку у дисульфида молибдена в виде нанопластин большая площадь поверхности, для протекания реакции доступно больше активных центров. А 3D-структура материала позволяет молекулам получать доступ к активным местам на краях пластинок и улучшить перенос электронов, что приводит к эффективной генерации водорода», — поясняет Рауль Родригес.
Источник: Служба новостей ТПУ