Магистрант Стэнфордского университета предложил новый способ получения чистого водорода в больших количествах. Метод превращает дешевые, доступные металлические сульфиды в мощные электроды для расщепления воды.
Водород – один из предпочтительных альтернативных источников энергии. Он хорошо горит, выделяя воду в качестве основного побочного продукта. Но получить достаточное для сжигания количество материала сложно. Для этих целей ученые пытаются использовать реакции выделения водорода (РВВ), сообщает techxplore.com. Разновидность технологии расщепления воды основана на электродах, покрытых каталитическими материалами. При помещении в воду и подаче тока они позволяют получить водородных газ и кислород.
Синьцзянь Ши, магистрант Стэнфордского университета, нашел способ, как заменить ценные металлы, используемые в качестве катализатора, на более дешевые и доступные аналоги. Выводы проекта представлены в Energy and Environmental Science.
Вместе с консультантом, адъюнкт-профессором Сяолином Чженом, студент начал с известного факта, что показатели сульфидных электродов можно улучшить вкраплениями из атомов кобальта. Специалисты модернизировали процесс. Они выяснили, как точно контролировать количество кобальта, попадающего на электрод, и нашли способ наносить металл на весь элемент, а не только на внешнюю поверхность.
С помощью пламени авторы окислили вольфрамовый провод, испарив его. Затем, при охлаждении, газ конденсировался в нанотрубки из оксида металла. В них автора ввели атомы кобальта за счет повторного нагревания. Затем структуры «запекли» в сере. В результате получились электроды из дисульфида вольфрама с вкраплениями из атомов кобальта по всей структуре.
Метод обеспечил оптимальную концентрацию добавки примерно в 15%. Изделие установило новый рекорд для РВВ электродов из металлических сульфидов. Однако, структура все еще уступает платиновым аналогам. На следующих этапах авторы планируют экспериментировать с другими металлическими сульфидами.
Потенциальным кандидатом считается дисульфид молибдена. По мнению Ши, он может догнать и даже превзойти платиновые электроды в реакциях выделения водорода. Если ценный металл стоит около 29 долл. за грамм, то дисульфид молибдена – примерно 40 центов.
