Бирмингемский университет (Великобритания) недавно объявил о результатах исследования в области низкотемпературного производства водорода. Команда под руководством профессора Дин Юйлуна с факультета химической инженерии разработала катализатор на основе перовскита, который позволяет снизить рабочую температуру термохимического разложения воды примерно на 500 градусов Цельсия. Исследование было опубликовано в International Journal of Hydrogen Energy.
В настоящее время в основных методах термохимического разложения воды для получения водорода требуется, чтобы катализатор осуществлял реакцию разложения воды при температуре от 700 до 1000 градусов Цельсия, а его регенерация происходила в высокотемпературном диапазоне от 1300 до 1500 градусов Цельсия. Команда из Бирмингема использовала перовскитный материал BNCF, состоящий из бария, ниобия, кальция и железа, в качестве катализатора, что позволило снизить температуру выделения водорода до 150–500 градусов Цельсия, а температуру регенерации — до 700–1000 градусов Цельсия.
Профессор Дин Юйлун отметил: «Более низкая общая температура процесса позволяет производить водород вблизи электростанций, работающих на возобновляемых источниках энергии. Такие базовые отрасли промышленности, как металлургия, производство цемента, стекла и химическая промышленность, обладают большим количеством отходящего тепла, которое может служить источником тепла для низкотемпературного производства водорода. Если водород используется на месте, это позволяет преодолеть барьеры, связанные с хранением и транспортировкой, и, следовательно, способствовать внедрению водородного топлива без необходимости в дорогостоящей инфраструктуре».
Предварительный анализ конкурентоспособности по стоимости показывает, что использование этого перовскитного катализатора для разложения воды и получения водорода обходится дешевле, чем «зеленый» водород, получаемый электролизом воды, а также выгоднее «голубого» водорода, производимого из метана с применением технологий улавливания и хранения углерода. В регионах с относительно низкими ценами на возобновляемую электроэнергию, например, в Австралии, это ценовое преимущество еще более заметно.
Что касается характеристик катализатора, исследовательская группа протестировала специальный состав под названием BNCF100 и подтвердила, что катализатор способен стабильно производить водород в течение десяти рабочих циклов, а рентгеноструктурный анализ показал, что его структура практически не изменилась за весь процесс. Поскольку перовскитный материал BNCF не содержит токсичных компонентов, а его сырье широко доступно и не требует сложного синтеза, он имеет хорошие перспективы для крупномасштабного применения.
Это исследование было выполнено Бирмингемским университетом в сотрудничестве с Пекинским научно-техническим университетом. Бирмингемский университет уже подал патентную заявку на использование катализатора BNCF для разложения воды при низких температурах и в настоящее время ищет партнеров по разработке в Великобритании и Европе для продвижения этой технологии на пути к коммерциализации.
Информация о публикации: Превосходные характеристики термохимического разложения воды для получения водорода при средних температурах на перовските Ba2Ca0.66Nb1.34 -xFexO6 - δ, International Journal of Hydrogen Energy (2026). Информация о журнале: International Journal of Hydrogen Energy