486.67
+0.35
520.49
+1.39
8.22
+0.01
-7
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
18:35
18 Января 2017
Неизлечимую опухоль мозга удалось вылечить препаратом от малярии
Ученые из Колорадского университета уменьшили резистентную к лечению опухоль мозга у 26-летней пациентки с помощью препарата от малярии.
21:24
17 Января 2017
Исландские генетики доказали вымирание образованных людей
Ученые выявили причину наблюдаемой закономерности
17:21
17 Января 2017
Армянские ученые могут решить задачи любой сложности в оборонной сфере
Армянские ученые могут решить любые сложные проблемы в оборонной сфере, сказал во вторник журналистам председатель Госкомитета по науке министерства образования и науки Армении Самвел Арутюнян.
14:31
17 Января 2017
Армянские дети чувствуют себя комфортно в волшебном мире науки
Дети в Армении действительно заинтересованы в естественных науках и довольно комфортно чувствуют себя в волшебном мире науки, заявила детского научного клуба "Маленький Эйнтштейн" Марина Григорян.
17:02
16 Января 2017
Атака трёхметрового слепоглухонемого монстра (ВИДЕО)
Канал Smithsonian Channel опубликовал видео охоты трёхметрового пурпурного австралийского червя (Eunice aphroditois).
13:28
15 Января 2017
Автор латинской транскрипции китайского языка умер в 111 лет
Китайский ученый Чжоу Югуан, создавший пиньинь - самую популярную на сегодняшний день систему латинской транскрипции мандаринского диалекта китайского языка, скончался в Пекине
12:22
15 Января 2017
SpaceX запустила ракету Falcon 9 со спутниками на борту
Это первые успешные пуск ракеты и приземление первой ступени после взрыва Falcon 9 в сентябре
15:27
14 Января 2017
Ученые определили возраст Луны
Согласно прежним оценкам, формирование спутника Земли произошло от 150 до 200 млн лет после образования Солнечной системы
20:24
12 Января 2017
Европейцы могут присвоить роботам статус "электронной личности"
Парламентарии ясно дали понять, что, по их мнению, мир стоит на пороге новой промышленной революции роботов
18:55
11 Января 2017
В Египте обнаружены 12 гробниц со скелетами детей и животных
Археологи обнаружили 12 древнеегипетских гробниц времен Нового Царства (1550-1069 год до нашей эры) на территории деревни Гебель-эль-Силсила
21:11
10 Января 2017
Японские ученые определили "недостающий элемент" ядра Земли
Японские ученые полагают, что им удалось определить элемент химического состава ядра Земли, который исследователи пытаются идентифицировать уже много лет
17:23
10 Января 2017
Жители Земли увидят ярчайший взрыв от рождения сверхновой
Группа астрономов из США предсказала один из ярчайших взрывов сверхновой в ближайшем будущем