Новая технология на основе углеродных нанотрубок обещает коммерчески жизнеспособное производство водорода из воды.Новая технология представляет собой новый катализатор, который практически не уступает недорогой платине в так называемых реакциях электролиза, в которых для разделения молекул воды на водород и кислород используются электрические токи. Технология Рутгерса также намного более эффективна, чем менее дорогие катализаторы, исследованные на сегодняшний день.«Долгое время ожидалось, что водород будет играть жизненно важную роль в наших энергетических ландшафтах будущего, уменьшив, если не полностью исключив, нашу зависимость от ископаемого топлива», — сказал Теодрос (Тедди) Асефа, доцент кафедры химии и химической биологии Школы искусств. и наук. «Мы разработали экологически безопасный химический катализатор, который, как мы надеемся, при наличии правильного отраслевого партнера сможет воплотить это видение в жизнь».
Асефа также является доцентом кафедры химической и биохимической инженерии в Школе инженерии.Он и его коллеги основали свой новый катализатор на углеродных нанотрубках — листах углерода толщиной в один атом, свернутых в трубки, в 10 000 раз тоньше человеческого волоса.
Поиск способов сделать реакции электролиза коммерчески жизнеспособными, потому что процессы, которые делают водород сегодня, начинаются с метана, который сам является ископаемым топливом. Таким образом, потребность в ископаемом топливе опровергает текущие утверждения о том, что водород является «зеленым» топливом.
Однако электролиз может производить водород с использованием электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, таких как солнечная, ветровая и гидроэнергия, или из углеродно-нейтральных источников, таких как ядерная энергия. И даже если бы ископаемое топливо использовалось для электролиза, более высокая эффективность и лучший контроль выбросов крупных электростанций могли бы дать водородным топливным элементам преимущество перед менее эффективными и более загрязняющими бензиновыми и дизельными двигателями в миллионах транспортных средств и других областях применения.В недавней научной статье, опубликованной в Angewandte Chemie International Edition, Асефа и его коллеги сообщили, что их технология, получившая название «углеродные нанотрубки, не содержащие благородных металлов, богатые азотом», эффективно катализирует реакцию выделения водорода с активностью, близкой к активности платины. Они также хорошо функционируют в кислых, нейтральных или основных условиях, что позволяет им сочетаться с лучшими доступными катализаторами выделения кислорода, которые также играют решающую роль в реакции расщепления воды.
Исследователи подали заявку на патент на катализатор, который доступен для лицензирования или сотрудничества в исследованиях через Управление коммерциализации технологий Рутгерса. Национальный научный фонд финансировал исследование.Асефа, специалист в области неорганической химии и химии материалов, присоединилась к факультету Рутгерса в 2009 году после четырех лет работы доцентом в Сиракузском университете.
Родом из Эфиопии, он проживает в городке Монтгомери, штат Нью-Джерси.Помимо катализа и нанокатализа, его исследовательские интересы включают новые неорганические наноматериалы и наноматериалы для биологических, медицинских и биосенсорных приложений.