Учёные разработали эффективные фотокатализаторы для выделения кислорода из воды.

Группа учёных из Института катализа СО РАН (ИК СО РАН) и Института неорганической химии СО РАН (ИНХ СО РАН) при поддержке Российского научного фонда разработали активный и стабильный фотокатализатор окисления воды на основе оксидов иридия, который позволяет ускорить выделение кислорода из воды. Результаты опубликованы в высокорейтинговом журнале ACS Applied Materials & Interfaces (IF = 10,383).
Фотокаталитическое разложение воды с образованием водорода и кислорода — актуальная задача получения «зелёного» водорода, экологически чистого топлива. Основная проблема в процессе расщепления воды — медленная кинетика процесса окисления воды и выделения кислорода. Разработанные стабильные фотокатализаторы на основе оксидов иридия помогают ускорить этот процесс.
«Нам удалось синтезировать стабильный комплекс иридия с нитро- и аква-лигандами, который далее мы использовали для получения композитных фотокатализаторов. Уникальность данного соединения заключается в отсутствии в его составе ионов хлора, которые могут снижать активность катализаторов. Кроме того, из данного соединения легко образуется активная форма иридия – достаточно нагревания при невысокой температуре», — рассказал старший научный сотрудник ИНХ СО РАН, кандидат химических наук Данила Васильченко.
По словам руководителя проекта, заместителя руководителя Центра НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» ИК СО РАН, доктора химических наук, профессора РАН Екатерины Козловой, проведённая работа продолжает сделанные ранее исследования, общая цель которых – разработка катализаторов полного разложения воды.
Уникальность полученного фотокатализатора для выделения кислорода также в его гетерогенности. Обычно катализаторы для выделения кислорода гомогенные, что затрудняет процесс отделения катализатора от реакционной смеси. Новый катализатор находится в смеси в суспендированном состоянии, что значительно облегчает его отделение и повторное использование.
Учёные планируют получать водород с использованием солнечной энергии путём фотокаталитического разложения чистой воды и затем использовать его, например, в качестве топлива для топливных элементов. В этом случае получится замкнутый экологически чистый цикл: водород, полученный из воды, будет питать топливные элементы, которые вырабатывают электричество посредством электрохимической реакции между водородом и кислородом с образованием воды.
#наука #технологии