Ферроэлектрический катализатор способен приблизить эру водородного топлива

Экологически безопасное водородное топливо может быть получено из молекул воды путем ее расщепления и отделения водорода от кислорода. В результате компьютерного моделирования ученым удалось предложить стратегию катализации этой химической реакции, которая потенциально способна оказаться более эффективной по сравнению с существующими методами.

Подпись к изображению: Ферроэлектрические вещества могут предложить комбинацию свойств, необходимых для захвата и высвобождения

Уже много лет водород считается топливом будущего. Новая идея выделения водорода из воды может помочь несколько приблизить это будущее. На сегодняшний день производство водорода требует сжигания ископаемых видов топлива или использования катализаторов расщепления воды, которые работают с низкой эффективностью, говорит физик Арвин Какехани из Йельского университета. Однако, Какехани и его коллега Сохраб Исмаил-Бейджи, изобрели стратегию, основанную на использовании материалов, известных как ферроэлектрические оксиды, для более эффективного каталитического отделения водорода от кислорода.

Катализ требует поверхности, с одной стороны удерживающей молекулы воды для их расщепления, а с другой – высвобождающей атомы водорода, отделяемые в процессе химической  реакции. Все существующие катализаторы вынуждены оставаться своего рода компромиссом между этими двумя противоречащими друг другу качествами. Однако, как показали результаты компьютерного моделирования, ферроэлектрические вещества, такие как титанат свинца, могут быть подготовлены  таким образом, что тепловое воздействие будет «переключать» их из состояния, необходимого для расщепления воды в другое состояние, приспособленное для высвобождения водорода.

Таким образом, ученые, возможно, сумеют разработать цикл состояний катализатора для эффективного выделения водорода, сообщил Какехани 17 марта в ходе пресс-конференции в Американском Физическом обществе. «Мы провели концептуальное исследование, которое нуждается в экспериментальном подтверждении», заявил он.