480.49
+0.04
540.74
+3.69
8.15
+0.02
+26
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
21:16
27 Июня 2017
Химики выявили новую опасность солнцезащитных кремов
Химики из МГУ выяснили, какую опасность могут представлять солнцезащитные кремы
15:10
27 Июня 2017
Гендиректор компании "Ростелеком" в Армении раскрыл секрет успеха компании
Генеральный директор компании "Ростелеком" в Армении поделился с молодежью секретами успешного управления компанией, а также рассказал о новшествах и тенденциях развития в сфере телекоммуникаций
21:17
26 Июня 2017
Нейробиологи нашли способ стирать плохие воспоминания
Нейробиологи из Колумбийского университета в США и Университета Макгилла в Канаде нашли способ лечения посттравматического стрессового расстройства
21:33
25 Июня 2017
Ученые в 2017 году выявили 5 неожиданных открытий о сердце
Эксперты также назвали самые полезные для сердца человека продукты
21:14
22 Июня 2017
Астрономы не исключают существование второго Марса в Солнечной системе
Астрономы из Аризонского университета допустили существование в Солнечной системе десятой планеты
19:55
22 Июня 2017
Google был заблокирован в России
Одна из страниц Google была внесена в реестр запрещенных сайтов из-за того, что с нее происходило перенаправление на сайт букмекерской конторы
15:20
22 Июня 2017
Инженерный форум-выставка впервые пройдет в Армении
Первый специализированный Инженерный форум-выставка пройдет 24-го июня в Армении, сообщил глава фонда "Инкубатор предприятий" Баграт Енгибарян
09:47
21 Июня 2017
Апокалипсис не за горами: климатологи ждут смертельную для человечества жару
По мнению ученых, люди вряд ли успеют приспособиться к новым условиям
13:25
19 Июня 2017
NASA обнаружило, что Черное море изменило свой цвет (ФОТО)
NASA опубликовало свежие фотографии Черного моря, сделанные со спутника. Согласно выводам специалистов, главная российская акватория изменила свой цвет
15:52
17 Июня 2017
В Китае осуществили квантовую телепортацию между Землей и космосом
В Китае осуществили квантовую телепортацию между космосом и Землей на расстояние более 1,2 тысячи километров
15:06
16 Июня 2017
Суперсовременная лаборатория молекулярной генетики появится в Ереване
Суперсовременная лаборатория молекулярной генетики откроется на факультете биологии Ереванского государственного университета
21:23
15 Июня 2017
Ученые предрекли катастрофу в бассейне самой полноводной реки мира
Наступление катастрофы спрогнозировали ученые из Бразилии, Германии, Сингапура, Великобритании и США