Ученые из Тринити-колледжа в Дублине приблизились к созданию эффективных катализаторов, способствующих расщеплению воды на кислород и водород. Использование таких соединений помогло бы создать экологически чистое топливо, при сжигании которого выделяется только вода. До сих пор разработки такого «топлива будущего» заходили в тупик из-за значительных энергетических затрат на производство водорода. О выводах исследователей кратко сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Специалисты выяснили, что существующие методы оценки активности катализаторов выделения кислорода из воды (OER-катализаторы) недооценивают эффективность некоторых соединений, основанных на переходных металлах (рутений, марганец, железо, медь, никель и кобальт). Оказалось, что многие катализаторы подвергаются электронному окислению до того, как образуется молекулярный кислород, что является критичным для их активности.

Этот ранее неизвестный этап катализа позволяет соединениям обойти «стену перенапряжения» (англ. overpotentional wall), которая препятствует эффективному разделению воды на водород и кислород. Данное свойство позволило ученым разработать новую теоретическую модель идеальных OER-катализаторов. Для поиска самых выгодных кандидатов исследователи собираются использовать машинное обучение, чтобы выявить наиболее многообещающие комбинации металлов и их лигандов (связанных ионов, атомов или молекул).

Результаты исследования помогут применять возобновляемые источники энергии для производства водорода, который может храниться и использоваться в виде топливных элементов.