Ученые Университета ИТМО сконструировали с применением технологий 3D-печати усовершенствованный реактор для более быстрой и дешевой гидролитической добычи водорода. Новый метод с использованием магнитов и наночастиц ускоряет разложение воды на водород и кислород в шесть раз, в то же время сокращая потребление энергии на пятнадцать процентов.
«Магнитные наночастицы воздействуют на электронное состояние промежуточных соединений воды так, что они быстрее и эффективнее вступают в реакции. За счет этого снижается количество энергии, потребляемой на активацию этих процессов. В обычных реакторах эти механизмы тоже наблюдаются, но они протекают со значительно меньшей эффективностью и исключительно за счет электрического тока», — рассказал изданию «Известия» аспирант химико-биологического кластера, младший научный сотрудник Передовой инженерной школы ИТМО Илья Шабалкин.
В промышленных масштабах водород обычно получают путем нагревания метана и паров воды до 700-1000°C, однако в результате образуется не только водород, но и углекислый газ. Более экологичный способ — электролиз воды, однако он значительно дороже.
Ученые собрали прототип реактора, синтезировали наночастицы и напечатали полимерные детали корпуса на 3D-принтере. Опытная система готова к масштабированию, и в скором времени команда проведет испытания на реальном производстве. Такие реакторы перспективны по нескольким причинам.
«Во-первых, они были напечатаны на 3D-принтере, что делает их доступными для множества вариантов исполнения и легко заменяемыми. Во-вторых, добавление магнитов представляет собой дешевое, простое и просто элегантное решение. Электрокаталитические свойства наночастиц железа-кобальта в расщеплении воды уже известны, но влияние магнитного поля на их активность изучено впервые. В-третьих, конструкция реактора улучшает массообмен, снижает необходимость использования дополнительных перемешивающих устройств, что повышает его надежность», — прокомментировал директор Центра НТИ «Цифровое материаловедение: новые материалы и вещества» Московского государственного технического университета имени Баумана Евгений Александров.
Исследование поддержано программой «Приоритет-2030», результаты опубликованы в издании ACS Applied Bio Materials.
А у вас есть интересные новости? Поделитесь с нами своими разработками, и мы расскажем о них всему миру! Ждем ваши идеи по адресу news@3Dtoday.ru.