478.55
+0.13
562.3
+0.63
8.1
+0.05
+23
Погода в Ереване
Рус
Никель потеснил платину на олимпе "водородных" катализаторов - ученые
13:13
12 Августа 2011

Никель в соединении с несколькими органическими молекулами способен "извлекать" водород из других молекул не хуже, чем большинство распространенных платиновых катализаторов, и может стать основой для дешевых и экономически эффективных устройств для получения водорода из воды, заявляют американские ученые в статье, опубликованной в журнале Science.

Водородная энергетика сейчас рассматривается как один из путей преодоления "нефтяной зависимости" и снижения воздействия человека на климат, отмечает РИА Новости со ссылкой на статью. Одним из препятствий для ее развития остаются большие энергозатраты на получение водорода. В современной практике для этого используются катализаторы на базе палладия или других достаточно дорогих благородных металлов.

Однако катализаторы используют и живые организмы. В частности, некоторые бактерии получают водород с помощью ферменты гидрогеназы. Многие ученые полагают, что искусственный аналог этого белка поможет использовать водород в качестве экологически чистого источника энергии.

Группа химиков под руководством Даниеля Дюбуа (Daniel Dubois) из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в Ричленде (США) смогла создать высокоэффективный катализатор на основе никеля, проанализировав структуру и свойства гидрогеназы.

Ученые отмечают, что им удалось не только создать искусственный аналог белка, но и значительно улучшить его свойства - их катализатор работает столь же эффективно, как и платиновые "ускорители" реакции.

Катализатор Дюбуа построен вокруг иона никеля и состоит из нескольких органических "хвостов", которые переносят ионы водорода к центру реакции. Ион никеля соединяется с двумя "хвостами" при помощи четырех атомов фосфора. На хвостах расположены по два атома азота, к которым в ходе реакции присоединяются ионы водорода. При наличии свободных электронов в среде реакции - в частности, при пропускании электрического тока - ион никеля "присоединяет" их к ионам водорода и формирует из них молекулы нейтрального водорода.

Первые версии катализатора оказались не очень эффективными. При восстановлении водорода объемная молекула "ускорителя" могла соединиться с положительно заряженными ионами водорода тремя различными способами, два из которых приводили к самонейтрализации катализатора - водород восстанавливался, но при этом оставался "прикрепленным" к атомам азота.

Ученые несколько модифицировали молекулу и сделали ее относительно плоской - теперь катализатор мог соединяться с водородом только двумя способами, и большинство его молекул не теряло своих свойств с течением времени.

В статье отмечается, что для работы этого катализатора необходима кислая среда, которой может выступить раствор любой органической или минеральной кислоты. Катализатор достаточно устойчив: в нормальных условиях за полчаса реакции разлагается только 5% его молекул. С другой стороны, ученые отмечают, что чрезмерно высокая кислотность среды приводит к быстрому разложению катализатора.

Добавление в раствор воды стабилизирует катализатор и усиливает его способность к реакции: вода способствует повышению концентрации молекул катализатора с "правильной" пространственной структурой, из-за чего его эффективность усиливается. Ученые выяснили, что наиболее благоприятные условия для ускорения реакции возникают тогда, когда воды в растворе в примерно в три раза больше, чем кислоты.

При таких условиях одна молекула катализатора способна выработать 100 тысяч молекул водорода за одну секунду.—0--

Loading...
Материалы по теме
Другие материалы раздела
16:40
22 Августа 2017
Астероид Флоренс не представляет угрозы для Земли – директор обсерватории
Приближающийся к Земле крупнейший астероид Флоренс не столкнется с планетой, заявил агентству "Новости-Армения" директор Бюраканской астрофизической обсерватории Арег Микаелян
21:24
21 Августа 2017
Ученые назвали сроки коллапса человеческой цивилизации
Руководитель отделения астрономии Гарвардского университета Абрахам Лоэб и его коллега Манасви Лингам (США) оценили сроки, когда на Солнце вспыхнет разрушительная для человеческой цивилизации супервспышка
21:37
19 Августа 2017
Летящий к Земле астероид при столкновении теоретически способен уничтожить жизнь на планете - ученый
Он будет двигаться с юго-востока на юго-запад на высоте 20-30 градусов над горизонтом
20:42
19 Августа 2017
Android в лучах затмения: стала известна дата выхода новой операционной системы
Новая операционная система Android O (8.0) будет представлена общественности
20:24
18 Августа 2017
К Земле приближается самый крупный со времени наблюдений астероид
К Земле приближается крупнейший астероид со времен начала систематических наблюдений НАСА
21:13
17 Августа 2017
Физики открыли потенциально новое состояние вещества
Американские и немецкие физики открыли потенциально новое состояние материи
10:13
16 Августа 2017
Ученые доказали смертельную опасность периодического курения
К подобным выводам авторы пришли, сравнив показатели артериального давления и уровня холестерина у около 40 тысяч активных и социальных курильщиков из штата Огайо
21:32
15 Августа 2017
Ученые нашли новый эффективный способ борьбы с облысением
Американские ученые нашли новый эффективный способ борьбы с облысением
21:17
14 Августа 2017
Время почти пришло: математик предсказал срок гибели человечества
Ученый пришел к выводу, что технологические цивилизации, которые существуют миллионы лет, чрезвычайно редки и маловероятно, что люди — одна из них
14:18
11 Августа 2017
Ученые обнаружили простой способ замедлить старение
В экспериментах специалисты использовали 6-месячных и 18-месячных мышей, у которых брали образцы тканей печени
20:26
08 Августа 2017
Астрофизики обнаружили неожиданное свойство черных дыр
Астрофизики считают, что их точку зрения подтверждает тот факт, что в центрах галактик, где должно быть много черных дыр, нейтронных звезд мало
18:22
08 Августа 2017
Ученые опровергли главную причину происхождения человека
Ученые Университета Джорджа Вашингтона в США пришли к выводу, что изменение климата не было движущей силой эволюции человека