Новости химической науки > Новый способ получения водорода

Исследователи из ряда американских университетов разработали новый способ получения водорода в результате реакции кластеров алюминия с водой

Было продемонстрировано следующее: геометрическая форма кластеров алюминия оказывает гораздо большее влияние на доступность активных центров кластеров, чем их электронное строение.

Кластер алюминия реагирует с водой, выделяя водород. (Рисунок из Science, 2009, 323 5913, 492)

Вельфорд Кастельман (Welford Castleman), руководивший проектом, заявляет, что предыдущие исследования позволяли предполагать приоритет влияния электронного строения в способности алюминиевых кластеров расщеплять воду, однако полученная в ходе изучения информация позволяет взглянуть на активность кластеров по-новому. Он полагает, что новое открытие позволит разработать новые наноструктурные катализаторы, которые смогут не только расщеплять воду, но и другие инертные молекулы.

Реакция воды с индивидуальными кластерами алюминия изучалась в специальном проточном реакторе, разработанном самими учеными. Было обнаружено, что молекула воды связывается с двумя активными центрами кластера, причем один из этих центров играет роль кислоты, а другой – основания Льюиса, которые связываются с атомами кислорода и водорода соответственно. Одновременная реализация такого процесса на соседних активных центрах кластера может приводить к расщеплению воды и выделению газообразного водорода, гидроксильные группы при этом остаются связанными с алюминиевым кластером.

Исследователи показали, что способности кластера к выделению водорода зависят от их уникальной геометрической формы и размера. Так, из десятка проанализированных кластеров способность разлагать воду при комнатной температуре проявляли только три, но и это уже существенный успех – существует считанное количество способов получения водорода из воды, не требующих дополнительных энергозатрат.

Исследователи надеются, что им удастся разработать методику рециклизации алюминиевых кластеров (продумать способы удаления гидроксильных групп с поверхности алюминиевого остова), что позволит получать водород из воды уже в каталитическом режиме.

Источник: Science, 2009, 323 5913, 492; DOI: 10.1126/science.1165884

метки статьи: #квантовая химия, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #химическая технология, #химия поверхности