Ученые из Токийского университета науки использовали ржавчину в качестве катализатора при производстве водорода с помощью света из органических отходов, обнаружив, что он производит в 25 раз больше водорода, чем предыдущие катализаторы на основе диоксида титана.
Япония и Корея, в частности, рассматривают водород как чистое топливо будущего,
и реорганизует себя, чтобы освободить место для «водородной экономики» с нулевыми выбросами, при которой транспорт будет в основном приводиться в движение средствами на топливных элементах и двигателями, работающими на водороде, которые выделяют только воду в качестве конечного продукта.
Японская команда разработала гораздо более эффективный способ фотокатализировать расщепление молекул воды на водород и кислород, используя обычную форму ржавчины.
Экономичные и устойчивые методы производства водорода, однако, на самом деле не прижились.
Электролиз тратит много энергии и расходует пресную воду. При добыче газа или угля выделяется большое количество углерода на производственной площадке, что сводит на нет любые предполагаемые экологические выгоды. Управляемые фотокаталитические процессы, изобретенные в 1970-х годах, производят так мало водорода, что они не стоят хлопот или затрат на их катализаторы из диоксида титана.
Теперь команда из Токийского университета науки считает, что она нашла решение для дешевого, высокоэффективного производства фотокаталитического водорода на основе особого типа ржавчины.
Используя свет от ртутно-ксеноновой лампы, водно-метанольный раствор и форму ржавчины, называемую α-FeOOH, в качестве катализатора, группа обнаружила, что производит в 25 раз больше водорода, чем предыдущие методы диоксида титана.
Как дополнительная выгода, особая форма ржавчины помогает остановить водородный газ от повторного соединение с кислородом в контейнере, что облегчает отделение и предотвращает опасность взрыва. Конфигурация продолжала стабильно производить водород более 400 часов.
Затем команда планирует выяснить, какую роль кислород играет в активации светоиндуцированных реакций α-FeOOH, потому что он перестал работать вообще, когда кислород был удален из реакционной камеры. Хотя этот метод все еще требует расщепления воды — далеко не бесконечного ресурса — для создания водорода, он может быть эффективным способом сделать это с использованием солнечного света, не требуя дорогих катализаторов.
Исследование было опубликовано в журнале «Химия: европейский журнал».
Источник: Токийский университет науки.
