Ученые из водородного центра НТИ создали дешевые катализаторы для получения водорода из глицерина

Ученые из Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» Института катализа СО РАН разработали 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 ученая.

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.