Специалисты из Института лазерных и плазменных технологий Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (Институт ЛаПлаз НИЯУ МИФИ) разработали новые экологически чистые катализаторы для получения водорода из воды, а также материалы для его хранения и транспортировки. По мнению исследователей, это сделает водородную энергетику дешевле, экологичнее и безопаснее.

Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.

Одним из наиболее простых методов получения водорода является электролиз — расщепление воды под действием электрического тока. Чтобы эффективно осуществлять этот процесс, требуются новые электроды, состоящие из дешевых материалов, компоненты которых должны быть распространены в природе. Для создания таких электродов требуется нанести тонкие пленки из новых наноматериалов на достаточно дешевые углеродные пластинки.

Сотрудники лаборатории лазерного синтеза многофункциональных наноматериалов Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ разработали лазерные технологии, с помощью которых можно регулировать условия осаждения тонких пленок на электроды и получать пленки-катализаторы с требуемым химическим составом и оптимальной упаковкой атомов.

«Мы используем лазерное излучение для испарения и ионизации мишеней, изготовленных из дисульфида молибдена. Подбирая интенсивность лазерного облучения мишени и условия разлета лазерной плазмы до электрода, мы выращиваем пленки с требуемыми характеристиками. Наши экологически чистые методы позволяют получить катализаторы, которые не уступают лучшим мировым образцам, полученным с применением опасных реагентов», — рассказал заведующий лабораторией, профессор Вячеслав Фоминский.

Для хранения и транспортировки полученного топлива, сотрудники лаборатории взаимодействия плазмы с поверхностью и плазменных технологий Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ разработали специальные твердотельные накопители.

«Накопитель представляет собой емкость, наполненную мелким (порядка микрона) металлическим порошком. Она «заряжается» водородом путем нагрева порошка в атмосфере водорода и затем «разряжается» путем нагрева, освобождая водород для его использования в топливном цикле. Другой тип твердотельных накопителей – пленочные накопители, в которых в атмосфере водорода на тонкую ленту наносится тонкий слой водород-активного металла. В одном цикле происходит и нанесение металла, и его насыщение водородом», – рассказал заведующий лабораторией, профессор Александр Писарев.

В отличие от своих порошковых аналогов, твердотельные накопители имеют быстроту срабатывания и быстрый нагрев током. В перспективе сотрудники МИФИ собираются продолжить работу в этих направлениях.