483.91
-0.09
525.43
-0.58
8.48
-0.04
+14
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
19:35
27 Марта 2017
Ученые обнаружили самое холодное место во Вселенной
К своим выводам астрономы пришли, проанализировав данные ALMA
17:44
26 Марта 2017
Создатель интернета разочаровался в человечестве и пытается все исправить
Сэр Тим Бернерс-Ли, 28 лет назад скромно предложивший создать интернет, опубликовал открытое письмо, в котором назвал три главные проблемы современных пользователей.
16:31
26 Марта 2017
Ученые нашли молодых предшественников Млечного Пути
Астрофизики из США, Индии и Великобритании обнаружили молодые аналоги Млечного Пути.
12:31
26 Марта 2017
Метеорологи признали существование "зловещих" облаков (ВИДЕО)
Всемирная метеорологическая организация официально признала облака undulatus asperitas. Их занесут в Международный облачный атлас.
12:21
23 Марта 2017
Прошлый год был самым жарким за всю историю наблюдений - ООН
В прошлом году средняя температура воздуха по планете была на 1,1 градуса по Цельсию выше по сравнению с доиндустриальным периодом, говорится в новом докладе ООН, опубликованном накануне Всемирного метеорологического дня, сообщает FINMARKET.RU.
11:27
22 Марта 2017
Геофизики предрекли столкновение Земли с Марсом
Геофизик Стивен Мейерс из Висконсинского университета в Мадисоне (США) допустил столкновение Земли и Марса
09:41
22 Марта 2017
В США начала распространяться смертельная грибковая инфекция
Впервые Candida auris был выявлен в 2009 году в Японии
13:03
21 Марта 2017
Лучшие снимки Марса легли в основу видео о Красной планете
Финский фотограф Ян Фройдман преобразовал марсианские снимки в видео о Красной планете.
10:03
21 Марта 2017
Медики назвали главную опасность коктейля из алкоголя и энергетиков
Канадские медики назвали главную опасность от употребления коктейлей, состоящих из алкоголя и энергетических напитков с высоким содержанием кофеина
09:16
20 Марта 2017
Космические планы Стивена Хокинга
В сентябре 2016 года издание The Guardian опубликовало отрывок из книги Хокинга "Как создать космический корабль", в которой автор призвал человечество покорять другие планеты
11:02
18 Марта 2017
Новое лекарство показало успех в предотвращении инфаркта
Ученые провели успешные испытания инновационного препарата, способного, по их словам, предотвращать инфаркты и инсульты.
19:08
17 Марта 2017
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире
Армия США получила на вооружение самый мощный лазер в мире, сообщает сайт Warspot со ссылкой на пресс-службу корпорации Lockheed Martin.  Специалисты компании завершили испытания лазерной установки мощностью 60 кВт и передали ее американской армии.