Химики из США смогли доказать, что фосфид молибдена может значительно упростить добывание водорода из воды. Статья об этом появилась в ежемесячном научном журнале американского химического сообщества ACS Catalysis. Фосфид молибдена, как доказала данная работа, является самым сильным на настоящий момент катализатором, даже если сравнивать его с безоговорочными лидерами в данной области — платиноидами.
Во всей Вселенной не существует более легкого элемента, чем водород. И он высоко экологичен — конечным продуктом его сгорания является вода. Однако на нашей планете водород почти всегда находится в смеси с другими веществами, и это приводит к необходимости его выделения из этих смесей, если появляется необходимость использования чистой энергии водорода или для других научных или производственных целей. Следовательно, нужны максимально доступные способы получения водорода и оптимальные условия его хранения. Их разработкой уже давно занимаются ученые всего мира.
Наиболее часто для получения водорода используется обычный электролиз растворов солей, в которых растворителем служит вода. Такие растворы состоят из катионов одного из сильных оснований и анионов какой-либо из сильных кислот, и при проведении электролиза выделяется водород и кислород. Недостатками такого получения водорода является необходимость использования катализатора из группы платиноидов, а стоят платиновые металлы далеко не дешево, и высокое потребление электроэнергии в процессе проведения электролиза. Это заставляет химиков искать более подходящие способы производства водорода, способы, способные сделать водородную энергетику на порядок эффективнее.
Удешевить производство водорода можно с помощью реакции ферментации. Но ферментация, увы, очень медлительный и малоэффективный процесс. К тому же, поток получаемого в итоге ферментации продукта нуждается в очистке, что тоже дорого, да и времени очистка отнимает немало. Существует метод производства водорода на микробных электролизных ячейках, при котором используются колонии бактерий. Однако сами ячейки имеют платиновую основу, что делает и этот способ достаточно дорогим.
Новое исследование, которое провели химики одного из кампусов национальной лаборатории Министерства энергетики США (Pacific Northwest National Laboratory) и Орегонского и Вашингтонского университетов, привело к открытию нового катализатора, работающего в микробных ячейках, способного заменить платиноиды и сделать водород, получаемый в результате данного процесса более доступным по цене. Американцам удалось собрать гибридную конструкцию, позволяющую одновременно проводить и ферментацию, и электролиз. Когда они протекают не на отдельных стадиях, а одномоментно, их побочные продукты распадаются и утилизируются во время самого процесса, а не аккумулируются в рабочем растворе.
Катализатором стал фосфид молибдена, но, если сказать точнее, катализатор представлен двумя фазами — монфосфидом и дифосфидом. Дифосфид проводит отщепление атома водорода от молекулы воды, монофосфид же агрегирует полученные атомы водорода в новые молекулы. Эксперимент проводился при нейтральных показателях рН и в гибридной ячейке с потреблением сточных вод, и в ячейке с потреблением морской воды. В ходе исследования было выяснено, что разработанный алгоритм надежно работает при получении водорода из практически любой воды.
Гарантия
Сервис
Подбор
Госзакупки
