Челябинские ученые открыли новое топливо из воды

Каждое транспортное средство, будь то автомобиль, ракета или самолет, во время движения оставляет углеродный след. Это совокупность всех выбросов газов, негативно влияющих на экологию и климат. Поэтому ученые с каждым годом активнее рассматривают в качестве экологически чистого топлива воду. Водород и кислород, получаемые в результате разложения, можно использовать в разных сферах.

Чтобы разложение воды на химические элементы прошло успешно, используется электрический ток. Именно под его действием в кислой среде выделяется водород, а в щелочной — кислород. Эффективность процесса зависит от электрокатализаторов.

Ученые Южно-Уральского государственного университета проверили, как проявляют себя в роли вещества, ускоряющего реакцию, гексаферриты бария.



Соединения оксида железа выбрали, потому что научное сообщество старается отойти от использования дорогих платиновых металлов. К ним относится, например, иридий — его диоксид является эталоном сравнения для катализаторов электролиза воды. В рамках исследования протестировали активность целой линейки гексаферритов бария, такая работа была проведена впервые.

— Ставки делались в первую очередь на гексаферриты, допированные никелем, — говорит доктор химических наук, старший научный сотрудник лаборатории кристаллохимического дизайна функциональных материалов НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ Павел Абрамов. — Однако они оказались выигрышными только с термодинамической точки зрения. Неожиданностью стала высокая кинетическая активность титансодержащего гексаферрита, связанная с высокой подвижностью носителей заряда внутри материала. Приложив чуть больше энергии к таким материалам, мы значительно выигрываем в количестве полученного кислорода.

Ученые ЮУрГУ в рамках комплексного исследования синтезировали ряд ферритов, которые затем проходили испытание. Коллеги из Института неорганической химии Сибирского отделения РАН (ИНХ СО РАН) изучали электрохимические свойства и состав комплексов. Также в работе участвовали представители Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси (НПЦ НАН).

По результатам исследования был сделан вывод, что титаносодержащие гексаферриты могут использоваться в составе топливных элементов для получения из воды кислорода.

Работа ведется в рамках проекта, поддержанного Российским фондом фундаментальных исследований. Руководит проектом Денис Винник, доктор химических наук, заведующий кафедрой «материаловедение и физико-химия материалов», директор НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии» ЮУрГУ. Следующим шагом станут исследования по скринингу электрохимической активности сложных замещенных ферритов, изучение их фотоактивности и фотостабильности.

Фото пресс-службы ЮУрГУ