Ученые нашли способ создать дешевое водородное топливо

Химики раскрыли секрет молекул воды.

Химики обнаружили скрытый энергетический барьер в расщеплении молекул воды для производства водородного топлива. Ученые смогли объяснить неэффективность расщепления молекул воды и выяснили, как это изменить. Результаты исследования открывают путь для снижения стоимости производства водородного топлива.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, пишет Interesting Engineering.

Расщепление молекул воды является отличным способом для создания водородного топлива, которое способно заменить традиционные виды топлива, созданные из ископаемых источников. Хотя процесс расщепления воды кажется простым в теории, на практике он оказывается менее эффективным и требует значительно больше энергии, чем предсказывает теория. Теперь химики обнаружили в чем причина.

По словам ученых, во время расщепления молекул воды происходит две реакции. Реакцию, в результате которой можно отделить кислород, провести сложно и она требует больше энергии, чем показывают теоретические расчеты. Теория говорит, что нужно напряжение примерно в 1,2 вольта, но на самом деле необходимо 1,5-1,6 вольта. В итоге это более затратный процесс, ведь нужно больше энергии, а потому расщепление воды молекул не происходит в больших масштабах.

Химики решили выяснить, почему для расщепления воды нужно так много энергии и что мешает производить менее затратную реакцию. Для этого ученые нанесли воду на электроды и изучили положение молекул. Они обнаружили, что после того, как на электрод было подано напряжение, то молекулы воды перевернулись. В качестве электродов ученые использовали богатый железом минерал, известный как гематит.

Из-за того, что электрод отрицательно заряженные, молекулы воды направляют свои положительно