علماء روس يبتكرون محفزات كهربائية لإنتاج الهيدروجين عالي النقاء

وأوضح بيان الوزارة أن العلماء من موسكو وقازان تمكنوا من تطوير محفز أحادي الذرة يحتوي على الروثينيوم ويستخدم في التفاعل الخاص بإنتاج الهيدروجين.

وتتميز البنية الثلاثية الأبعاد لهذا المحفز بقدرتها على تشكيل طبقات متحركة على سطح المواد الكربونية، مما يجعل الأجهزة والعمليات القائمة على الهيدروجين عالي النقاء أكثر كفاءة اقتصادية، ويقلل من استهلاك المعادن النادرة من مجموعة البلاتين.

يُذكر أن الهيدروجين الجزيئي عالي النقاء يعتبر وقودا" أخضر" وركيزة مهمة لصناعة الكيماويات الحديثة، لكن تقنيات إنتاجه الحالية مكلفة، نظرا لاعتماد الأجهزة مثل محللات المياه الكهربائية وخلايا الوقود والمكثفات على معادن ثمينة من مجموعة البلاتين.

وتتيح التكنولوجيا الجديدة تقليل استهلاك هذه المعادن بشكل ملحوظ.

الروثينيوم ودوره في الابتكارينتمي الروثينيوم أيضا إلى مجموعة البلاتين، لكن مشتقاته يمكن استخدامها كمحفزات كهربائية مبتكرة أحادية الذرة بدلا من البلاتين المعدني، مع المحافظة على كفاءتها العالية.

وقد تم تطوير نهج جديد للحصول على مشتقات الروثينيوم التفاعلية باستخدام أيون الروثينيوم، لتحقيق خصائص امتزازية قوية على سطح المواد الكربونية المهمة عمليا.

وأشار مؤلفو الدراسة إلى أن التصميم الجزيئي للمحفز، إلى جانب المواد المحفزة الهجينة المبنية عليه، يسمح بالتحسين السريع لجودة الكاثودات الكربونية في مولدات الهيدروجين عالي النقاء وتقليل استهلاك معادن مجموعة البلاتين بعدة مرات.

المؤسسات المشاركة والدعم الماليمعهد" كورناكوف" للكيمياء العامة وغير العضوية، أكاديمية العلوم الروسيةمعهد" نسميانوف" للمركبات العضوية، أكاديمية العلوم الروسيةمعهد" كورتشاتوف" للأبحاث النوويةمعهد" آربوزوف" للكيمياء العضوية والفيزيائية، مركز قازان العلميجامعة" غوبكين" الروسية الحكومية للنفط والغازوحصل المشروع علىدعم مالي من وزارة العلوم والتعليم العالي الروسيةفي إطار برنامج" مركز الاستخدام الرشيد للمواد الخام المعدنية النادرة".

نُشرت نتائج البحث في مجلة Dalton Transactions.