481.73
+0.23
568.97
+3.45
8.37
-0.02
+8
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
21:24
19 Октября 2017
Европа стоит на грани экологического Армагеддона
В настоящее время Европа находится на пути к экологическому Армагеддону, считают ученые
11:36
19 Октября 2017
Премьер-министр Армении: наша цель - конкурентоспособная и передовая нация
Армения имеет хорошие возможности для продвижения технологического развития, заявил премьер-министр Армении Карен Карапетян
18:40
18 Октября 2017
Армянские разработчики смарт-кошелька намерены создать первую в мире левитирующую камеру (ВИДЕО)
Армянские разработчики смарт-кошелька Volterman-Ring сообщили о создании первой в мире левитирующей камеры Moon
14:55
18 Октября 2017
Ученые назвали смертельную опасность переливания крови
Нидерландские медики допустили, что переливание крови при определенных условиях сопряжено с высоким риском смерти
22:48
17 Октября 2017
Давид Ян назвал самообучающиеся машины опасными для человечества
Бизнесмен не исключает вариант, при котором машина может физически уничтожить человека, которые ограничивает её возможности
21:12
17 Октября 2017
Ученые вычислили сроки смертоносной солнечной вспышки
Солнечный "супершторм" 1859 года привел к геомагнитной буре, известной как Событие Кэррингтона
21:03
16 Октября 2017
Ученые назвали причину смертоносного рака
Ученые из Левенского католического университета в Бельгии выяснили, что провоцирует быстрый рост злокачественных опухолей
19:42
15 Октября 2017
Прорыв астрономов: обнаружены шесть новых галактик
Это открытие, по мнению ученых, является прорывом в сфере наблюдения галактик так называемой эпохи реионизации
16:51
14 Октября 2017
Землю ожидает гиперпотепление: грядет термальная катастрофа
Ученые определили концентрацию углекислого газа, при которой атмосфера нашей планеты начнет катастрофически нагреваться
20:14
13 Октября 2017
BBC: перед человечеством открывается огромный мир новых сверхвозможностей
Если людям дать возможность наблюдать, что происходит у них в мозгу, они быстро научатся снимать боль, улучшать себе настроение и распоряжаться невиданными умственными способностями
17:43
13 Октября 2017
Армения построит свой "Наукоград"
Разработчики концепции считают необходимость создания в Армении подобного вуза велением нынешнего технологического периода
14:54
13 Октября 2017
В Армении будут вестись исследования по ядерной безопасности и криминалистике
Центр ядерной безопасности и криминалистики откроется в Армении, сказал в пятницу журналистам председатель Госкомитета по науке министерства образования и науки Армении Самвел Арутюнян