Казанские ученые получили новый эффективный катализатор для синтеза водорода
Ученые Института органической и физической химии им. А.Е. Арбузова КазНЦ РАН получили на основе соединений никеля новый эффективный катализатор для синтеза водорода. Результат был представлен на завершившемся в Казани кластере конференций по элементоорганической и супрамолекулярной химии «Научные стратегии будущего».
Водород считается одним из самых перспективных и экологически чистых источников энергии, способных со временем заменить традиционные виды топлива. При получении водорода методом восстановления протонов ключевую роль играют катализаторы. Несмотря на то, что драгоценные металлы, такие как платина, демонстрируют высокую эффективность в качестве катализаторов, ограниченная доступность и высокая стоимость делают их применение в массовом производстве водорода экономически нецелесообразным.
Казанские ученые предложили при получения газообразного водорода использовать соединение на основе никеля, который не относится к группе благородных металлов, а в качестве источника протонов — доступную уксусную кислоту.
Новый материал представляет собой фосфоросодержащий пинцерный комплекс (комплекс с клещеобразными лигандами) никеля(II). Исследователи изучили его свойства в растворе и твердом состоянии с помощью ЯМР-спектроскопии и монокристального рентгеноструктурного анализа — методов, позволяющих точно определить структуру соединения.
Электрохимическое исследование показало, что в присутствии исследуемого комплекса восстановление протонов на различных электродных материалах происходит практически без затрат энергии, что выгодно отличает его от других известных катализаторов, при этом достигается высокий выход по току (до 85%). Эти результаты открывают новые возможности для использования комплексов металлов подгруппы никеля в качестве электрокатализаторов в процессах водородного синтеза.
Исследование выполнено при поддержке Минобрнауки России в рамках крупного научного проекта «Экология промышленных городов».