водород
водород
Светлана Пятахина Опубликована 14.08.2025 в 23:17

Зеленый водород может перестать быть дорогой игрушкой — виной всему магниты

Ученые ИТМО создали реактор, ускоряющий электролиз воды в 6 раз

Ученые из ИТМО совершили значительный прорыв в области производства "зеленого" водорода, разработав инновационный тип реакторов для электролиза воды. Этот прорыв обещает сделать производство водорода значительно более быстрым и экономичным, что имеет колоссальное значение для энергетики и различных отраслей промышленности.

Суть разработки заключается в использовании наночастиц железа-кобальта и магнитного поля для значительного ускорения процесса расщепления воды на водород и кислород.

Традиционный метод электролиза воды, хотя и экологически чистый, (он производит только водород и кислород, без выбросов парниковых газов), достаточно энергозатратен и, следовательно, дорог. Для производства одного килограмма водорода требуется значительное количество электроэнергии.

Ученые ИТМО сумели существенно снизить эти затраты. Их разработка позволяет сократить энергопотребление на 15%, снизив потребление электроэнергии с 57,3 кВт*ч до 48,8 кВт*ч на килограмм водорода. Это достигается не за счет революционного изменения самого процесса электролиза, а за счет усовершенствования его эффективности.

Основной принцип электролиза остается неизменным. В щелочной среде, под воздействием электрического тока, молекулы воды распадаются на водород и кислород на катоде и аноде соответственно. Но в разработанном реакторе ключевую роль играют наночастицы железа-кобальта, нанесенные на электроды, и магнитное поле, воздействующее на весь процесс.

Эти наночастицы, благодаря своим уникальным магнитным свойствам, воздействуют на электронное состояние промежуточных продуктов реакции, ускоряя их взаимодействие и снижая энергетический барьер для протекания реакции.

Можно сказать, что наночастицы выступают в роли высокоэффективных катализаторов, "подталкивающих" реакцию к более быстрому и энергоэффективному завершению. Это аналог того, как ферменты ускоряют биохимические реакции в живых организмах.

Аспирант химико-биологического кластера и младший научный сотрудник Передовой инженерной школы ИТМО илья Шабалкин объясняет, что в обычных электролизерах эти ускоряющие эффекты присутствуют, но проявляются значительно слабее.

В новой разработке, благодаря точному подбору материалов и применению магнитного поля, удалось многократно усилить эти эффекты. Ускорение реакции в шесть раз — это впечатляющий результат, который свидетельствует о значительном потенциале данной технологии.

Важно отметить, что исследователи не только разработали принципиально новый метод, но и создали рабочий полупромышленный прототип реактора. Это не просто теоретическая модель, а функционирующая установка, собранная в лаборатории.

Ученые сами синтезировали необходимые наночастицы и даже использовали 3D-печать для создания полимерных частей корпуса реактора, оптимизируя его конструкцию для достижения максимальной эффективности. Сейчас этот прототип готов к испытаниям в условиях реального производства, что является важнейшим этапом на пути к коммерциализации технологии.

Зеленый водород - это водород, полученный экологически чистым способом, в данном случае — электролизом воды. В отличие от традиционных методов производства водорода, например, паровой конверсии метана, которые приводят к образованию значительного количества углекислого газа, электролиз не производит вредных выбросов. Это делает зеленый водород привлекательным источником энергии, способным снизить углеродный след различных отраслей.

Водород - это универсальное химическое вещество, используемое в самых разных сферах: от химической промышленности и нефтепереработки до металлургии и производства пищевых продуктов. Он необходим для синтеза аммиака, метанола, различных металлов, а также твердых жиров, применяемых в пищевой промышленности.

Но, помимо этого, водород рассматривается как перспективный энергоноситель будущего, способный заменить ископаемые топлива и снизить зависимость от них.

Разработка ученых ИТМО обещает сделать зеленый водород более доступным и конкурентоспособным. Снижение затрат на его производство может стимулировать широкое внедрение водородных технологий в различных отраслях, способствуя переходу к более чистой и устойчивой энергетике.

Успешные испытания полупромышленного прототипа открывают путь к созданию более крупных и эффективных установок, что приближает нас к реальности водородной экономики. Это значительный шаг вперед в борьбе с изменением климата и создании устойчивого будущего.

Подписывайтесь на Moneytimes.Ru

Читайте также

MIT обнаружил следы прото-Земли возрастом 4,5 миллиарда лет сегодня в 18:39
Мы живём на осколках погибшей планеты: Земля оказалась наследницей древнего мира

Учёные MIT нашли изотопные следы вещества, сохранившегося со времён прото-Земли, — планеты, существовавшей до гигантского столкновения.

Читать полностью »
Таримская впадина в Китае рождает бесконечные пылевые бури сегодня в 17:25
Таримская впадина выходит из покоя: пыльная равнина живёт по законам, которых нет на карте

Пустыня Тарим в Китае не знает покоя: тектонические силы, сезонные ветра и жара создают пылевой цикл, который влияет на атмосферу всей Азии.

Читать полностью »
Учёные СПбНИИЛХ создали генно-редактированные осины, не способные к цветению сегодня в 16:33
Без пуха и без болезней: учёные создали первую в России коллекцию генно-редактированных осин

Учёные СПбНИИЛХ впервые в России отредактировали гены деревьев. Новая технология позволяет лишать осину и тополь цветения, защищать их от гнилей и ускорять рост без создания ГМО.

Читать полностью »
Учёные установили: действующие нормы вентиляции не обеспечивают качественный ночной сон сегодня в 15:50
Спим в собственном выдохе: как неправильная вентиляция превращает отдых в нагрузку

Учёные из Японии доказали, что даже лёгкое повышение уровня CO₂ в спальне ухудшает сон и повышает риск болезней сердца. Они предлагают пересмотреть нормы вентиляции.

Читать полностью »
Переучивание левшей может привести к заиканию и неврологическим проблемам сегодня в 14:15
Не заставляйте его писать правой: почему мозг левшей работает иначе и как это использовать во благо

Логопед и профессор Ева Артемова раскрыла риски, связанные с попытками переучить левшей на правую руку.

Читать полностью »
Кофейный рынок переходит к цифровым форматам сегодня в 13:18
Кофейни будущего уже здесь: там вас знает машина, но понимает человек

Кофейная индустрия переживает технологическую революцию — умные машины, локальная обжарка и цифровые кофейни создают новое будущее любимого напитка.

Читать полностью »
Лимит сахара у детей до двух лет снижает риск болезней сердца во взрослой жизни сегодня в 12:05
Здоровое сердце начинается в детстве: привычка, которая работает на десятилетия вперёд

Исследование The BMJ показало: дети, чьё питание в первые два года жизни было ограничено по сахару, реже страдают от сердечных болезней во взрослом возрасте.

Читать полностью »
Communications Biology: восприятие времени с возрастом меняется из-за нейронных связей сегодня в 11:47
Почему годы пролетают быстрее с возрастом: нейрофизиологи нашли неожиданное объяснение

Учёные выяснили, что мозг с возрастом реже переключается между состояниями, из-за чего пожилые люди воспринимают время как текущее быстрее.

Читать полностью »