Электролиз сэкономит больше энергии — секрет в объёмной сборке катализатора

Водород считается одним из ключевых кандидатов на роль "чистого" топлива будущего. При его сгорании не образуется вредных выбросов — только вода. Но есть одна проблема: получать его дорого и энергозатратно. Что, если существует способ обойти эти ограничения?

Почему водород так важен

• Это самый легкий элемент во Вселенной.
• Обладает высокой плотностью энергии.
• Не загрязняет атмосферу: продукт сгорания — всего лишь H₂O.

Все это делает водород идеальным кандидатом для экологически чистой энергетики. Но чтобы сделать его реальной альтернативой, нужно научиться производить его проще и дешевле.

Что мешает — и как это обойти

Процесс электролиза воды (разложения её на водород и кислород) требует затрат энергии и происходит относительно медленно. Его слабое звено — так называемая реакция выделения кислорода (oxygen evolution reaction, OER).

Ускорить ее помогают катализаторы, особенно из благородных металлов — например, иридия. Проблема в том, что такие металлы дороги и редко встречаются, а обычное их использование не слишком эффективно.

Необычное решение: объемная структура

Группа международных ученых предложила оригинальный метод: они встроили атомарный иридий в объемную структуру на основе диметилимидазола и гидроксидов кобальта и железа. Именно пространственная организация этих компонентов стала ключевой находкой.

Такой подход:

• Усилил активность реакции OER.
• Снизил потребление энергии.
• Существенно повысил стабильность всей системы.

Иридий в новой схеме используется в виде отдельных атомов, что резко снижает расходы на катализатор и делает технологию более доступной.

Новый подход позволяет получить водород быстрее, дешевле и с меньшими потерями — большой шаг к энергоэффективному будущему.

Уточнения

Электро́лиз - физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.