485.33
+0.37
572.16
-1.31
8.2
-0.02
-3
Погода в Ереване
Рус
МОЛНИЯ АМИ "Новости-Армения" - два года после перезапуска: что сделано и что хотим сделать
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
21:29
07 Декабря 2017
Ученые обнаружили неожиданные последствия частого приема болеутоляющих
Ученые Ньюкаслского университета в Великобритании выяснили, к чему может привести частый прием болеутоляющих средств
21:23
05 Декабря 2017
Ученые обнаружили признак скорой смерти
Специалисты проанализировали электронные медицинские записи 46 тысяч британцев, которые умерли в возрасте 60 лет и старше
11:32
04 Декабря 2017
Исследователи назвали опасные последствия ожирения
Исследователи из Бристольского университета пришли к выводу, что имеющиеся оценки смертности от ожирения являются недооцененными
19:08
03 Декабря 2017
NASA обнародовало снимок таинственных облаков на Юпитере (ФОТО)
NASA опубликовало эффектную фотографию необычных облаков в северном полушарии Юпитера
09:06
03 Декабря 2017
Чем опасен отказ от завтрака
Согласно выводам специалистов, потребление завтрака вызывает правильную экспрессию генов, которые должны включаться в определенное время суток
18:50
01 Декабря 2017
"Роскосмос" перепутал Байконур и Восточный: сгорел спутник
Источник в космической отрасли рассказал о предварительных выводах, полученных в ходе анализа телеметрической информации аварийного пуска ракеты "Союз-2.1б"
09:43
01 Декабря 2017
В районе секретной Зоны 51 в США замечена странная активность
В окрестностях Зоны 51 энтузиастам и журналистам за последние полтора года удалось сделать ряд наблюдений
21:09
30 Ноября 2017
Ученые раскрыли происхождение снежного человека
Ученые раскрыли происхождение йети — похожего на человека существа, наблюдаемого, в частности, в Гималаях
20:15
30 Ноября 2017
Исследователи нашли универсальный способ продления жизни
Американские, британские и нидерландские ученые нашли универсальный способ продления жизни
17:01
29 Ноября 2017
Ученые доказали возможность возникновения космических объектов рядом с черными дырами
Группа астрономов из Северо-Западного университета смогли найти 11 активных протозвезд неподалеку от сверхмассивной черной дыры, которая находится в центре Млечного Пути
10:58
27 Ноября 2017
Исследователи назвали главные способы уберечься от рака
Исследователи из Американского онкологического общества (ACS) пришли к выводу, что именно является причиной половины случаев заболевания раком
11:22
26 Ноября 2017
Научная сенсация: уникальные артефакты обнаружены в Египте (ВИДЕО)
В Египте найдены затонувшие корабли с уникальными артефактами