Минерал пентландит — потенциальный новый катализатор производства водорода. Как описано в журнале Nature Communications, он работает так же эффективно, как и обычно используемые сегодня платиновые электроды. В отличие от платины, пентландит доступен по цене и часто встречается на Земле.
Группа, возглавляемая доктором Ульфом-Петером Апфелем и профессором доктором Вольфгангом Шуманом из Рурского университета в Бохуме, вместе с коллегами из Института исследований угля им. Макса Планка в Мульхейм-на-Руре и Технического университета Братиславы описывает результаты. .Производство водорода без драгоценных металлов
Помимо платины, существует множество других веществ, которые могут катализировать реакцию воды на водород и кислород и не содержат драгоценных металлов. К таким соединениям относятся так называемые халькогениды металлов. Однако обычно эти неметаллические материалы явно хуже проводят электроны и, следовательно, являются неэффективными катализаторами.Пентландит состоит из железа, никеля и серы.
Его структура похожа на активный центр гидрогеназ, которые являются ферментами, производящими водород, которые обнаруживаются, например, в зеленых водорослях. В текущем исследовании исследователи сравнили скорость производства водорода из природного и искусственно полученного пентландита с платиной и другими неметаллическими катализаторами.Минеральный пентландит не хуже платиныИскусственный пентландит и платина оказались одинаково хорошими катализаторами с характеристиками, превосходящими все другие протестированные материалы.
Минерал, синтезированный в лаборатории, производил водород намного эффективнее, чем его естественный вариант. Причина: включения магния и кремния в природном пентландите снижают его проводимость. Ученые назвали производство искусственного пентландита «удивительно высоким», и скорость синтеза также оставалась стабильной в течение долгого времени.
У минерала есть еще одно преимущество по сравнению с другими материалами из недрагоценных металлов. Он имеет большую активную поверхность, к которой могут присоединяться реагирующие вещества. В других материалах из неблагородных металлов эта поверхность должна быть создана с использованием сложных методов путем нанесения катализатора на электрод в виде наночастиц.Финансирование
Немецкий исследовательский фонд субсидировал работу в рамках Resolv Cluster of Excellence (EXC1069) и Emmy-Noether-Project AP242 / 2-1. Дальнейшая финансовая поддержка поступила из Фонда химической промышленности в виде стипендии Либиха.