ВСЕГЕИ
+7 (812) 321 5706 vsegei@vsegei.ru
Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского
Институт
Новости

Молибденит и водородная энергетика


В этой новостной заметке речь пойдет о новых потенциальных возможностях в развитии водородной энергетики. Они обозначились в результате исследования учеными из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (США) физико-химических свойств минерала молибденита и его синтетических производных. Статья ученых недавно была опубликована в журнале Science.
Водород, как известно, является одним из самых распространенных элементов во Вселенной, несмотря на это получение чистого газообразного H2 в промышленных масштабах является трудным, опасным и дорогостоящим процессом, который сдерживает повсеместное внедрение экологически чистой водородной энергетики. В настоящее время ее основой является энергоемкий процесс электролизного расщепления молекул воды на кислород и водород. Для увеличения эффективности этой реакции, как правило, применяют дорогостоящий платиновый катализатор. Понятно, что если будет найдена более дешевая, не требующая больших энергетических затрат технология электролиза H2O, то тем самым будет найдена возможность превращения огромных запасов воды Земли в практически безграничный источник экологически чистой энергии.
Исследовательская группа Калифорнийского университета в Беркли в составе Christopher J. Chang, Hemamala I. Karunadasa и других в попытке снизить стоимость процесса электролиза до разумных пределов, изучала каталитические особенности минерала молибденита (МоS2) и получила результаты, которые смогут оказать большое влияние на всю химическую индустрию, а также на появляющийся рынок топливных водородных элементов.

 
Молибденит. Фото А.А. Евсеева (http://geo.web.ru/druza/33_fo_12.htm )

Исследования показали, что для молибденита, как и для других твердотельных неорганических систем, каталитическая активность связана с небольшим количеством дефектных элементов кристаллической решетки, в то время как основная часть кристалла в этом отношении неэффективна. Было установлено, что для молибденита роль вышеупомянутых активных дефектов играют приповерхностные, как бы парящие в свободном пространстве, треугольные центры S-Mo-S (см. приведенный ниже рисунок).

 
Структура молибденита (сверху) с каталитически - активными треугольными центрами S-Mo-S (в кружочке). Внизу — центр S-Mo-S на PY5Me2 - лигандном каркасе. Атомы: Mo - зеленый; S - желтый. (Иллюстрация Christopher Chang/USA Berkeley)

Значительным достижением американских ученых явилось то, что им при использовании методов органического синтеза удалось сконструировать высокоэффективный гетерогенный катализатор, который состоит практически из одних активных нано-центров S-Mo-S, закрепленных на сложном остове PY5Me2. Химическое символьное наименование нового материала – (PY5Me2)Mo-oxo. Установлено, что этот катализатор способен успешно работать даже в морской воде в течение нескольких дней без заметного уменьшения своей активности.
Следует отметить, что создание (PY5Me2)Mo-oxo в лабораторных условиях обходится пока не дешево. Можно, однако, надеяться, что усилия команды Кристофера Чана приведут, в конце концов, к разработке упрощённого метода приготовления катализатора на основе сульфида молибдена с мириадами активных реакционных центров, которые обеспечат создание дешёвых, коммерчески жизнеспособных катализаторов для топливных элементов.

П.Л. Смолянский, ИВЦ ВСЕГЕИ
Источник(и):
Hemamala I. Karunadasa et al. « A Molecular MoS2, Edge Site Mimic for Catalytic Hydrogen Generation», Science 10 February 2012: Vol. 335, no. 6069, pp. 698-702. DOI: 10.1126/Science.1215868.
http://www.popularmechanics.co.za/article/hydrogen-from-acidic-water-2012-02-27
http://science.compulenta.ru/663433/
www.tv.net.ua/news/science

21.03.2012

Возврат к списку


Яндекс.Метрика