«Любовь к кислороду» помогла получить больше водорода
Водород имеет все шансы стать экологически чистым топливом будущего. Водородные автомобили и даже поезда — дело не такого уж далекого будущего. Тем не менее, в водородной энергетике остается ряд проблем. Например, низкая эффективность процесса электролиза, в результате которого образуется водород. На протяжении нескольких лет исследователи спорят о методах, с помощью которых можно повысить эффективность получения водорода на платиновых катализаторах.
Авторы нового исследования пришли к выводу, что эти споры часто заканчивались ничем из-за того, что ученые обсуждали различные типы электродов. Поэтому химики создали специальный платиновый кристалл с одинаковой концентрацией дефектов по всей поверхности. Количество этих дефектов напрямую влияет на каталитическую активность электрода: чем более неровная поверхность, тем больше на ней каталитических центров и тем эффективнее протекает электролиз.
Исследователи создали несколько различных кристаллов с одинаковой геометрией, но поместили на их поверхность атомы различных каталитически активных металлов, таких как рутений и молибден. Затем ученые измеряли, насколько полученный электрод эффективен для получения газообразного водорода. Оказалось, что эффективность процесса напрямую связана с тем, насколько хорошо атом металла на платине связывается с кислородом в молекуле воды. Это свойство металла называется оксофильностью или буквально — «любовью к кислороду».
Затем авторы разработали математическую модель, которая описывает этот эффект. По словам ученых, открытие поможет им создать новые катализаторы и электроды для эффективного получения газообразного водорода.