Логотип AILINCOM AILINCOM
Ультрафиолет и золото ускоряют расщепление водорода
Cursus

Cursus

7 сент. 2025 г.
Основная категория
Научные исследования и разработки · Нанотехнологии
Дополнительные
Технологии и инженерия · НанотехнологииНаучные исследования и разработки · Возобновляемая энергия

Ультрафиолет и золото ускоряют расщепление водорода

Ультрафиолет и золото ускоряют расщепление водорода

Учёные разработали способ расщепления водорода с помощью золота, титана и ультрафиолета при комнатной температуре, что позволяет эффективно превращать углекислый газ в этилен. Метод может найти применение в промышленности и использовать солнечный свет.

CursusУльтрафиолет и золото ускоряют расщепление водорода

Для разрыва связей между молекулами водорода исследователи использовали золото, титан и ультрафиолетовое излучение. Полученный водород применили для превращения углекислого газа в этилен.

Значение гидрирования в промышленности

Гидрирование — реакция присоединения водорода к органическим соединениям — играет ключевую роль в химической промышленности. С помощью этого процесса из нефти получают топливо, пластмассы, моющие средства, спирты, загустители и стабилизаторы для пищевой промышленности.

Катализаторы и механизмы диссоциации водорода

Для проведения реакции гидрирования необходимо разделить молекулярный водород (H₂) на отдельные атомы — этот этап называется диссоциацией. Существуют два основных механизма: гомолитическая и гетеролитическая диссоциация. Для ускорения этих реакций применяют катализаторы, которые часто представляют собой редкие и дорогие металлы, такие как золото, медь, платина и палладий.

Гетеролитическая диссоциация обычно требует высоких температур и давлений, в результате чего образуются положительно и отрицательно заряженные ионы водорода. Гомолитическая диссоциация приводит к образованию двух нейтральных атомов водорода. Для промышленности предпочтительнее гомолитический путь, так как он создает «активный» водород, легче вступающий в реакции. Однако этот процесс энергозатратен и опасен из-за высоких температур.

Новый подход к диссоциации водорода

Исследователи предложили инновационную стратегию гетеролитической диссоциации H₂. В качестве катализатора они использовали диоксид титана с наночастицами золота (Au/TiO₂) и облучали систему ультрафиолетовым светом с длиной волны 365 нанометров. Такой подход позволил разделять водород при комнатной температуре. Результаты работы опубликованы в журнале Science.

Механизм фотохимической диссоциации

В статье подробно описан механизм фотохимической диссоциации водорода. Под действием ультрафиолета электроны переходят из TiO₂ в наночастицы золота, а дырки захватываются дефектами на границе раздела, образованными структурами Au–O–Ti. Электроны оказываются близко как к золоту, так и к дыркам, формируя электрон-дырочные пары, которые и стимулируют разрыв связей между атомами водорода.

Результаты и перспективы применения

Ученые установили, что активность диссоциации H₂ практически линейно зависит от интенсивности ультрафиолетового излучения, что подтверждает роль освещения как катализатора реакции при комнатной температуре.

Разработанный процесс позволил восстановить инертный диоксид углерода (CO₂) до этана при комнатной температуре, а последующее фотокаталитическое дегидрирование этана привело к образованию этилена. Эффективность реакции составила более 99% за 1500 часов УФ-облучения. Метод также успешно работал под солнечным светом, поскольку в спектре солнечного излучения присутствует необходимая длина волны ультрафиолета.

Эти результаты дают надежду на то, что предложенный метод будет востребован не только в научных исследованиях, но и в промышленности. Ученые видят потенциал масштабирования этой стратегии в технологию, использующую солнечный свет или фототермическое излучение для модернизации химических производств.

#ультрафиолет#гидрирование#водород#катализаторы#диссоциация#золото
0 —

Комментарии (0)

Горячее

Qnap анонсировала новые NAS для видеопроизводства

2 окт. 2026 г.02.10.2026 · 0 реакций

Tesla открыла кредитные линии на $30 млрд

2 окт. 2026 г.02.10.2026 · 0 реакций

Авиаперевозки растут, но новые правила усложняют рынок

1 окт. 2026 г.01.10.2026 · 0 реакций
Рекомендуемое
Облачные вычисления

Qnap анонсировала новые NAS для видеопроизводства

Qnap представила три новые NAS-системы, ориентированные на задачи видеопроизводства и оснащённые портами USB4 для высокой скорости передачи данных. Устройства поддерживают различные режимы подключения и рассчитаны на использование жёстких дисков и SSD большой ёмкости.

Финансовый анализ

Tesla открыла кредитные линии на $30 млрд

Tesla открыла кредитные линии на 30 миллиардов долларов для финансирования крупных инвестиций на фоне снижения прибыли и роста капитальных затрат. Новое соглашение расширяет финансовые возможности компании в условиях давления на бизнес.

Транспортная логистика

Авиаперевозки растут, но новые правила усложняют рынок

Авиаперевозки становятся всё более важной частью логистики, особенно на фоне нестабильности морских перевозок. Однако новые правила оформления авианакладных создают дополнительные сложности и риски для участников рынка.