Vědci z Národní výzkumné technologické univerzity MISIS objevili spolu se zahraničními kolegy materiál, který dokáže nahradit drahé ušlechtilé kovy ve výrobě ekologicky čistého vodíkového paliva. Jejich článek je uveřejněn v mezinárodním magazínu ACS Energy Letters. (Foto: Pixabay)
Alternativní a ekologicky šetrná energetika rychle získává na popularitě. Vedou přitom ty nejjednodušší způsoby – využití sluneční a větrné energie. Zásoby této energie a její používání přitom závisí na způsobu přeměny elektrické energie na chemickou energii syntetizovaného paliva.
Nejlepším palivem, které se dá získat z této „zelené“ elektrické energie, je vodík. Množství tepla při jeho spalování několikanásobně předčí ukazatel uhlovodíků, přitom vzniká jenom voda, která nijak neohrožuje životní prostředí. Avšak dnešní způsoby získání vodíku jsou buď drahé, anebo málo efektivní.
Perspektivním způsobem získání vodíku je elektrolýza, tj. rozdělení vody na katalyzátoru na kyslík a vodík s pomocí elektřiny. Nejúčinnějším katalyzátorem je platina, což je drahý a vzácný kov.
Problém s použitím platiny však nespočívá pouze v její ceně, ale také v efektivitě samotného procesu katalýzy, jelikož se reakce týká pouze povrchu platinového prvku, kdežto ostatní hmota je „zbytečná“.
Jak stojí v článku, řešení by mohlo spočívat v použití destiček o tloušťce jednoho atomu, ale struktura platiny nedovoluje vyrobit stabilní dvojrozměrné prvky.
„Již ve třicátých letech minulého století se ukázalo, že dvojrozměrný krystal nebude stabilní. Avšak nedávné výzkumy tento fakt vyvrátily, a to pokud jde o sloučeniny s kovalentní vazbou, což umožnilo nový pohled na možnost vývoje dvojrozměrných katalyzátorů,“ vysvětlil hlavní vědecký pracovník laboratoře Anorganické nanomateriály Národní výzkumné technologické univerzity MISIS, Zachar Popov.
Při zkoumání nové třídy dvojrozměrných materiálů objevili vědci z Národní výzkumné technologické univerzity MISIS společně s kolegy z Maďarska (Ústav technické fyziky a vědy o materiálech, Centrum pro energetické výzkumy, Maďarská akademie věd) a Jižní Koreje (Korejský výzkumný ústav standardizace a věd) látku, která je schopna splnit požadavky energetiky. Jedná se o sulfid molybdeničitý (MoS₂, také disulfid molybdenu), který měl potřebné vlastnosti při silné oxidaci.
„Disulfid molybdenu jsme pokládali za katalyzátor ještě předtím, než jsme se dozvěděli, že je schopen silně oxidovat. Tenkrát ale katalýza probíhala pouze podél okrajů destičky, kdežto oxidace umožnila použít celý povrch, a to díky unikátní zvláštnosti této látky.
Na jejím povrchu se totiž tvoří monoatomické prvky, na kterých právě probíhá chemická reakce,“ uvedl přední vědecký pracovník laboratoře Anorganické nanomateriály dané univerzity MISIS Pavel Sorokin.
Otázka použití dvojrozměrných materiálů jako katalyzátorů je, podle jeho slov, zatím ve stádiu prvních laboratorních výzkumů a teoretického modelování. Hlavní oblastí dnešního výzkumu jsou polovodiče pro elektronická zařízení.
Vědci již prokázali účinnost laboratorních vzorků, ale uplatnění této technologie je otázkou budoucnosti. Tým výzkumníků i nadále pokračuje v pátrání po dvojrozměrných sloučeninách vhodných ke katalýze.
Zdroj: snews.com
