Південнокорейські дослідники з Пхоханського університету науки та технологій (POSTECH) та Сеульського національного університету (SNU) виявили новий оксидний матеріал, здатний виробляти велику кількість чистого водню з використанням виключно тепла, без додаткових викидів вуглецю.

Група під керівництвом професора Хенгю Цзіня та доктора Донгю Лі з POSTECH у співпраці з професором Ін-Хо Чоном та доктором Джунхеном Намом з Сеульського національного університету визначила (MgMnCo)_0.65Fe_0.35O_y як високоефективний оксид, який генерує водень. Об’єднавши термодинамічні бази даних із прискореним моделюванням, вони змогли проаналізувати понад 1 тис. станів матеріалів всього за 24 години — більш ніж у 7 тис. разів швидше, ніж традиційні підходи, які зазвичай вимагали не менш ніж цілий тиждень для дослідження одного стану.

За результатами комп’ютерного відбору перспективних кандидатів та експериментальної перевірки, було підтверджено, шо інноваційний матеріал досягає рекордних показників з генерації водню та ефективності термічного перетворення. Окрім виробництва водню ця технологія може застосовуватись в інших галузях, що вимагають ефективних окислювально-відновлюваних матеріалів, таких як риформінг метану для вилучення водню з природного газу, переробка акумуляторних батарей для вилучення цінних металів, а також процеси окислення-відновлення металів у сталеливарному виробництві. 

Термодинамічний аналіз на основі CALPHAD — високоефективної системи для двостадійного термохімічного розщеплення води в умовах пом’якшеної окислювально-відновлюваної реакції та спектроскопічний аналіз електронної структури показують, що чудові окислювально-відновлювані характеристики цього матеріалу обумовлені одночасною участю катіонів Fe та Mn. Ця подвійна активна особливість виявлена ​​вперше у феритових циклах, що відкриває значні можливості для вивчення нових багатокатіонних феритових систем у суміжній галузі досліджень.

Результати дослідження були опубліковані у журналі Advanced Science

Джерело: TechXplore