Науковці виявили новий матеріал, що дозволяє здійснювати видобуток водню без викидів вуглецю.

Вчені з Пхоханського університету науки та технологій (POSTECH) та Сеульського національного університету (SNU) у Південній Кореї відкрили новий оксидний матеріал, який може генерувати значну кількість чистого водню, використовуючи лише тепло і не створюючи додаткових викидів вуглецю.

Група під керівництвом професора Хенгю Цзіня та доктора Донгю Лі з POSTECH у співпраці з професором Ін-Хо Чоном та доктором Джунхеном Намом з Сеульського національного університету визначила (MgMnCo)0.65Fe0.35Oy як високоефективний оксид, який генерує водень. Об'єднавши термодинамічні бази даних із прискореним моделюванням, вони змогли проаналізувати понад 1 тис. станів матеріалів всього за 24 години - більш ніж у 7 тис. разів швидше, ніж традиційні підходи, які зазвичай вимагали не менш ніж цілий тиждень для дослідження одного стану.

За результатами комп'ютерного відбору перспективних кандидатів та експериментальної перевірки, було підтверджено, шо інноваційний матеріал досягає рекордних показників з генерації водню та ефективності термічного перетворення. Окрім виробництва водню ця технологія може застосовуватись в інших галузях, що вимагають ефективних окислювально-відновлюваних матеріалів, таких як риформінг метану для вилучення водню з природного газу, переробка акумуляторних батарей для вилучення цінних металів, а також процеси окислення-відновлення металів у сталеливарному виробництві.

Термодинамічний аналіз, проведений за методикою CALPHAD, є надзвичайно ефективним інструментом для вивчення двоетапного термохімічного розщеплення води в умовах пом'якшеної окислювально-відновлювальної реакції. Спектроскопічний аналіз електронної структури свідчить про те, що видатні характеристики окислювально-відновлювальної активності цього матеріалу зумовлені одночасною участю катіонів Fe та Mn. Ця подвійна активна властивість вперше була виявлена в феритових циклах, що відкриває нові перспективи для дослідження багатокатіонних феритових систем у суміжних наукових галузях.

"Це дослідження істотно зменшує час, необхідний для створення матеріалів для водню, що значно наближає їх до комерційного впровадження," - зазначає професор Хенгю Цзінь з POSTECH.

Результати цього дослідження були надруковані в журналі Advanced Science.