Ученые создали дешевые катализаторы для получения водорода из глицерина

Центр компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Института катализа СО РАН разработал дешевые фотокатализаторы на основе диоксида титана и оксидов меди. Они позволяют получать водород из глицерина под видимым светом. Эти катализаторы оказались на 50% более активными, чем платиновые.

«Целью этого исследования было создание фотокатализатора на основе диоксида титана, доступного материала, который мог бы выделять водород под действием видимого света. Диоксид титана широко используется в фотокатализе, но из-за своей структуры он активен только под действием ультрафиолетового излучения, которого в солнечном спектре всего 4%. Другой аспект исследования – модификация носителя не дорогими платиновыми металлами, а более дешевыми добавками. Мы выяснили, что нанесение оксидов меди на поверхность диоксида титана приводит к значительному увеличению активности катализатора под видимым светом. Активность полученного фотокатализатора на 50 % превышает активность диоксида титана, модифицированного платиной», — рассказала научный сотрудник Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Анна Куренкова.

Для того чтобы диоксид титана стал активным под видимым солнечным светом, ученые также изменили его структуру с помощью прокаливания в атмосфере воздуха при температуре 700°C. Глицерин, наряду с диоксидом титана и соединениями меди, был выбран исходя из его доступности.

«Для получения водорода под действием света могут использоваться различные субстраты, в том числе глицерин – это побочный продукт переработки биодизеля. Таким образом, используя отходы производства, можно получать ценные продукты, в том числе водород», — отметила лаборант ИК СО РАН Анастасия Яковлева.

Для оценки эффективности катализатора ученые рассчитали кажущуюся квантовую эффективность — число фотонов, которые попали на образец и пошли на полезный процесс, то есть получение водорода. Для созданных катализаторов этот показатель составил 0,16%.

«Для фотокаталитических процессов с учетом использованных компонентов это достаточно высокие значения. Если опять-таки сравнивать с платиной, то этот показатель при одинаковых условиях проведения реакции у нее будет меньше», — отметила Анастасия Яковлева.

В планах исследователей — улучшать эффективность созданных систем.

По словам Анны Куренковой, основное достоинство работы в том, что ученые показали перспективное направление, где с помощью простых и дешевых методов модификации диоксида титана можно добиться его активности под видимым светом.

Пресс-служба «ЭнергоИнновации»