Исследования по созданию нового типа катализаторов из жмыха сахарного тростника для водородной энергетики провел коллектив Научно-исследовательской лаборатории технологии функциональных наноматериалов Института нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (ЮФУ), 3 сентября сообщает пресс-служба университета.

Созданный учеными ЮФУ материал в ходе исследований показал свою эффективность, при том, что он гораздо доступнее по цене, чем традиционные катализаторы на основе драгоценных металлов.

Ведущим исследователем проекта является постдок из Индии Раджатсинг Калусулингам. Его научный руководитель, ведущий научный сотрудник ЮФУ Татьяна Мясоедова рассказала о проекте:

«Исследование направлено на поиск экономически эффективных и масштабируемых процессов производства чистой энергии путем разработки эффективных электрокатализаторов для расщепления воды. Традиционные катализаторы, изготовленные из драгоценных металлов, таких как платина и иридий, дороги и не подходят для крупномасштабного применения».

Задачей исследования является создание из отходов производства сахара — жмыха сахарного тростника, материала, который будет служить основой катализатора реакций расщепления воды на кислород и водород для производства экологически чистой энергии.

Новый материал для катализатора, разработанный специалистами ЮФУ, содержит наночастицы кобальта, внедренные в углерод (полученный из жмыха сахарного тростника), легированный азотом. Поскольку недрагоценные металлы, в том числе кобальт, более распространены и дешевы по сравнению с драгоценными металлами, обычно используемыми в таких катализаторах, то их применение делает процесс электролиза воды более доступным и практичным для крупномасштабного производства чистой энергии.

Стремлением обеспечить широкий доступ к возобновляемым источникам экологически чистой энергии, таким как вода, за счет удешевления процесса производства водорода объясняется и выбор жмыха сахарного тростника как основы катализатора.

Являясь отходом сахарной промышленности, он может служить недорогим источником углерода. Поэтому его использование в этих целях позволяет найти и способ переработки отходов, и снизить затраты на производство катализатора.

«Разработанный нами метод не уникален, поскольку другие исследования также были сосредоточены на создании электрокатализаторов на основе углерода. Однако метод, использованный в данном исследовании, позволяет создать катализатор с лучшими характеристиками в реакциях расщепления воды по сравнению с другими катализаторами на основе кобальта и углерода на подложке, а также изготовленными из драгоценных металлов», — уточнила Татьяна Мясоедова.

Ученые ЮФУ уже провели фундаментальную часть исследования, и сейчас коллектив продолжает работу над повышением производительности и масштабируемости производства таких катализаторов, а также занимается изучением новых материалов для производства экологически чистой энергии.

Результаты исследования ученые представили в статье, опубликованной в журнале Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects.