DigitalArtSpace

Ученые из Йельского университета и Университета Миссури установили, что катализаторы, содержащие марганец, способны демонстрировать более высокую эффективность по сравнению с катализаторами, основанными на редких и дорогостоящих благородных металлах.

Топливные элементы на водороде генерируют электричество, используя водород, и не сопровождаются образованием углеродных выбросов. Формиат представляется многообещающим способом хранения водорода, поскольку позволяет высвобождать водород по требованию.

В настоящее время значительная доля формиата изготавливается с использованием ископаемого топлива, что негативно сказывается на его экологичности. Альтернативным и более экологически безопасным методом является получение формиата непосредственно из углекислого газа, извлеченного из атмосферы. В этом процессе применяются химические катализаторы – вещества, способствующие ускорению химических реакций, но не расходуемые в ходе них.

Раньше для ускорения этого процесса наиболее результативными считались катализаторы, содержащие драгоценные металлы, например палладий или иридий. Однако эти металлы характеризуются высокой стоимостью, ограниченной доступностью и, в ряде случаев, токсичностью. Металлы, более широко распространенные, такие как марганец, обходятся дешевле и безопаснее, но зачастую они слишком быстро дезактивируются в ходе реакций, что снижает их практическую ценность.

Для решения этой задачи исследователи модифицировали молекулярную структуру вблизи атома марганца. В частности, они включили дополнительный «атом-донор» в лиганд – молекулярную структуру, которая соединяется с металлом и определяет его свойства. Данная модификация существенно повысила устойчивость катализатора, обеспечив его более длительную работу без потери активности.

Катализаторы на основе марганца продемонстрировали повышенную эффективность в преобразовании углекислого газа в формиат по сравнению с большинством альтернативных решений, использующих благородные металлы. Исследователи отмечают, что это необычный случай, когда доступный и широко распространенный в земной коре металл демонстрирует лучшие результаты, чем традиционные высокопроизводительные катализаторы, в ходе сложного химического процесса.

По мнению авторов, предложенная методика разработки может быть использована и для других химических процессов, которые имеют значение для развития чистой энергетики и экологически безопасного производства. Это позволит сделать марганец важным компонентом в различных «зелёных» технологиях, а более экологичные энергетические решения станут не только надёжнее, но и экономически выгоднее.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.