Новейшее достижение в области возобновляемой энергетики позволило создать доступный и высокоэффективный катализатор на основе железа для окисления воды. Эта разработка вдохновлена процессом природного фотосинтеза и устраняет недостатки дорогостоящих металлических катализаторов. Новый полимеризованный железный комплекс, poly-Fe5-PCz, отличается выдающейся устойчивостью и почти идеальной фарадеевской эффективностью, что делает его настоящим прорывом в производстве водорода. Используя распространённые материалы, исследование открывает перспективы для масштабируемых и экологичных решений, способных изменить подходы к хранению чистой энергии и промышленному созданию водорода.
Использование окисления воды для возобновляемой энергии
Окисление воды играет ключевую роль в возобновляемой энергетике, особенно в производстве водорода и искусственном фотосинтезе. Разделяя воду на кислород и водород, этот процесс обеспечивает чистый и устойчивый источник энергии. Тем не менее, воспроизвести эффективность и долговечность природного фотосинтеза в искусственных катализаторах, особенно в водной среде, остаётся серьёзной задачей. Хотя катализаторы из редких металлов, таких как рутений, демонстрируют высокую результативность, их дороговизна и ограниченность делают их непригодными для широкого применения.
Чтобы решить эту проблему, группа учёных под руководством профессора Мио Кондо из Института науки Токио (Science Tokyo), Япония, разработала более экологичную и экономичную каталитическую систему на основе доступных металлов. Их исследование, опубликованное сегодня (5 марта) в журнале Nature Communications, предлагает перспективную альтернативу для развития технологий чистой энергии.
Знакомство с пяти ядерным железным катализатором
Исследование представляет новый пятиядерный железный комплекс, Fe5-PCz(ClO₄)₃, обладающий каталитически активным центром на основе многоядерного комплекса и элементами-предшественниками для участков переноса заряда. Кондо поясняет: «Электрохимическая полимеризация этого многоядерного железного комплекса позволяет создать полимерный материал, который повышает электрокаталитическую активность и обеспечивает долговременную стабильность. Такой подход объединяет преимущества природных процессов с универсальностью искусственных катализаторов, открывая путь к устойчивым энергетическим решениям.»