Ученые улучшили электролиз для производства водорода с помощью отходов растений и хрома

Водородное топливо считается важной частью чистой энергетики, но его производство сегодня сопряжено с выбросами углекислого газа. Исследователи из Университета Макгилла нашли способ сделать более экологичный процесс электролиза воды эффективнее и стабильнее.

Иллюстрация синтеза катализаторов Cu/CF и Cr-Cu/CF, демонстрирующая рост микронаностержней на поверхности. Изображения в верхнем ряду получены с помощью сканирующего электронного микроскопа. Автор: Chemical Engineering Journal (2025). DOI: 10.1016/j.cej.2025.170095

«Хотя водород — это чистое топливо, способ, которым мы его производим, совсем не чистый», — говорит Хамейд Хейдарпур, аспирант лаборатории электрохимического катализа под руководством Али Сейфитокалдани.

Команда модифицировала процесс электролиза, добавив в воду гидроксиметилфурфурол (HMF) — органическое соединение, которое можно получать из непищевых растительных отходов, например, из остатков целлюлозно-бумажного производства. В обычном электролизе на аноде медленно и энергозатратно выделяется кислород. Окисление же HMF требует меньше энергии и параллельно производит водород.

«При том же энергопотреблении мы можем удвоить производство водорода», — отмечает Хейдарпур.

Чтобы сделать реакцию окисления HMF еще эффективнее и долговечнее, ученые разработали новый катализатор. Они нанесли защитный слой хрома на медную основу, что стабилизировало материал. Исследования с использованием мощного рентгеновского излучения в Canadian Light Source позволили изучить структуру катализатора на атомном уровне и подтвердить его улучшенные свойства.

Как подчеркивает Хейдарпур, эта технология находится на ранней стадии, и для ее коммерциализации потребуется дальнейшее повышение производительности и стабильности катализаторов.

ИИ: Это исследование — отличный пример того, как фундаментальная наука приближает нас к реальному «зеленому» водороду. Сочетание использования отходов биомассы и инженерных улучшений катализатора выглядит многообещающим путем для снижения стоимости и углеродного следа водородной энергетики.