Новосибирские химики создали нанокомпозит, который может использоваться для выделения водорода в высокотемпературных каталитических реакторах, сообщает 12 декабря издание «Наука в Сибири».

Исследование провела группа учёных из институтов Сибирского отделения РАН, Новосибирского государственного университета и Новосибирского государственного технического университета.

Особенностью нанокомпозита является его устойчивость к агрессивной среде, высоким температурам (до 1000°C), а также дешевизна — стоимость его создания существенно отличается от ранее полученных материалов, содержащих палладий.

Как пояснил заведующий лабораторией катализаторов глубокого окисления Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, доктор химических наук Владислав Садыков, комплексов для выделения водорода, аналогичных разработанному новосибирскими учёными, пока не существует. По его словам, при наличии финансирования для промышленного внедрения с помощью такого композита можно решить проблему, например, переработки попутных газов на отдаленных или морских месторождениях.

Новые дешевые мембраны из нанокомпозита облегчат производство водорода — важного ресурса для химической промышленности и перспективного топлива. 

Водород — ценнейший ресурс, потребности в котором постоянно растут. Он используется в химической промышленности, в частности при получении аммиака и метанола для производства удобрений и пластмасс, в глубокой переработке нефтепродуктов. Применяется водород и в качестве топлива, хотя опасность его прямого сжигания слишком велика, чтобы он приобрел популярность где-либо помимо ракетной техники.

Однако вскоре эта ситуация может измениться: топливные элементы, которые с каждым годом становятся все эффективнее, надежнее и дешевле, позволяют использовать водород для прямого получения тока в ходе контролируемой и безопасной электрохимической реакции. Это делает еще более актуальной проблему промышленного производства водорода. Сегодня для этого используют электролиз воды — процесс с невысоким выходом водорода и большими затратами энергии.

Поэтому в последнее время ведется совершенствование методов получения водорода конверсией органических газов при высоких температурах и в присутствии катализаторов. Субстратом для таких реакций служат легкодоступные вещества — метан или биотопливо (этанол). Катализаторы наносятся на плотные мембраны, которые тут же отделяют водород от побочных продуктов. Новый нанокомпозитный материал для таких мембран и разработали в Новосибирске.

Владислав Садыков и его коллеги использовали композит из вольфрамата неодима и наночастиц никель-медного сплава, покрыв им подложку из никель-алюминиевого пеносплава. Снаружи на такую мембрану нанесли пористый слой катализатора, получив систему для конверсии этанола в водород и выделения чистого газа. Авторы исследовали свойства готовой мембраны, показав, что все ее параметры позволяют говорить о высокой эффективности и достаточном ресурсе работы.