Suche
Mein Konto
Revolucionarni katalizatori: Mainz otkriva novu tajnu za zeleni vodik!
Znanstvenici sa Sveučilišta u Mainzu razvijaju inovativne katalizatore za učinkovito razdvajanje vode za održivu proizvodnju vodika.
Revolucionarni katalizatori: Mainz otkriva novu tajnu za zeleni vodik!
11. ožujka 2025. istraživači sa Sveučilišta Johannes Gutenberg u Mainzu postigli su revolucionarni napredak u istraživanju proizvodnje zelenog vodika. Razvili su jeftine i učinkovite katalizatore za razdvajanje vode od kobalta i volframa. Ovi materijali nisu samo lako dostupni, već su i jeftini, što značajno povećava njihovu primjenjivost u industrijskim razmjerima. Sveobuhvatni rezultati objavljeni su u časopisu Angewandte Chemie.
Za razliku od konvencionalnih katalizatora, koji često pate od gubitka performansi, novorazvijeni katalizator pokazuje izvanrednu samooptimizaciju. Njegova se učinkovitost s vremenom povećava, što je posljedica dubokih kemijskih promjena tijekom procesa razdvajanja vode. Kobalt se mijenja iz Co2+ u Co3+, dok se omjer W5+ prema W6+ mijenja u volframu. Ova dinamika poboljšava kinetiku reakcije oslobađanja kisika, što se smatra kritičnim pragom u procesu.
Inovativni mehanizam razdvajanja vode
Drugi značajan doprinos proizvodnji vodika dolazi od istraživača predvođenih dr. Paolom Giustom, koji su intenzivno istraživali mehanizam cijepanja vode pomoću katalizatora ugljičnog nitrida. Uspjeli su utvrditi detaljne interakcije između ugljikovog nitrida i vode, posebice prijenos protona i elektrona pod utjecajem svjetlosti. Ugljikov nitrid pokazao se učinkovitim katalizatorom koji omogućuje proizvodnju vodika putem umjetne fotosinteze.
Nalazi pokazuju da ugljikov nitrid može razgraditi vodu na njezine komponente kisik i vodik. Ovaj je proces ključan za unapređenje proizvodnje učinkovitijih materijala katalizatora za proizvodnju vodika iz sunčeve svjetlosti. Katalizator apsorbira svjetlost i koristi svoju energiju za destabilizaciju molekula vode, uzrokujući tako protonski spregnuti prijenos elektrona koji slabi kemijske veze vode.
Perspektive za održiva energetska rješenja
Razvoj u oba istraživačka projekta ima dalekosežne implikacije za buduću proizvodnju energije. Samooptimizacija katalizatora napravljenog od kobalta i volframa mogla bi dugoročno pomoći u povećanju učinkovitosti proizvodnje zelenog vodika. Istodobno, saznanja o dinamici molekula ugljičnog nitrida i vode daju dublju osnovu razumijevanja za stvaranje održivih energetskih rješenja.
Financiranje istraživačkih projekata također je vrijedno spomena: Dandan Gao je podržan kao dio DFG-ovog programa Walter Benjamin, koji znanstvenicima u fazi kvalifikacije nakon doktorata omogućuje izvođenje vlastitih istraživačkih projekata. Projekt također dobiva potporu Zaklade Carl Zeiss, Zaklade Alexander von Humboldt i JGU profilnog područja SusInnoScience.
Sve u svemu, istraživanje ovih katalizatora približava održivu proizvodnju vodika i moglo bi dati odlučujući doprinos smanjenju ovisnosti o fosilnim gorivima. Budući razvoj vodikove tehnologije ostaje jedno od najuzbudljivijih područja primijenjene kemije.