mychkineve
11
All posts from mychkineve
mychkineve in mychkineve,

Никель-молибденовый гвоздь в гроб для платины !?

В блоге «Железный гвоздь в гроб для платины !?» (http://www.comon.ru/user/mychkineve/blog/post.aspx?index1=69831 ) писАл, что замена в катализаторах платины (да и других платиновых металлов, таких как палладий, родий, рутений, осмий, иридий) более доступными и дешёвыми элементами, например железом, приведёт к закату эры использования платиновых металлов как катализаторов, а значит и к резкому снижению спроса, а следовательно, и цен на них.
 
И вот недавно в Брукхейвенской национальной лаборатории Министерства энергетики США разработан новый класс гетерогенных электрокатализаторов на основе нанолистов нитридов никеля и молибдена, в качестве бюджетной альтернатива платиновым катализаторам. С ними электролиз воды может быть проведён без использования очень дорогих платиновых катализаторов, а его эффективность будет почти такой же. Отчёт об этом исследовании опубликован 8 мая в журнале Angewandte Chemie — International Edition (http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201200699/abstract ).
 
Промышленное производство водорода пока либо далёко от экологичности (конверсия из газа), либо дорого (электролиз воды). В последнем случае способны помочь катализаторы, но и здесь есть немало препятствий (http://phys.org/news/2012-05-nanosheet-catalyst-sustainably-hydrogen.html ). Чтобы катализатор эффективно ускорял химические реакции, он должен обладать одновременно высокой устойчивостью, высокой каталитической активностью и большой площадью поверхности на единицу веса. Платина в этом, конечно, идеальна, но стоит она около $50 000 за кг. А вот за никель, к примеру, просят всего $20 за кило, а за молибден — $32. Проблема никель-молибденовых катализаторов всегда была банальной: электронная плотность в никеле меньше, чем в платине, причём намного. Молибден позволяет дополнительно увеличить скорость электролиза, но, увы, не настолько, чтобы заменить платину.
 
Исследователи из Брукхейвенской лаборатории решили поработать с азотом. И расчёты оправдались: электронная плотность возросла, не слишком сильно уступая самой платине. Но одновременно возник непредвиденный эффект — к счастью, положительный. Неожиданное формирование при нагреве в аммиаке идентичных нанолистов никель-молибденово-нитридного катализатора резко увеличило его поверхностную площадь, вплотную приблизив по эффективности к платине. Процесс производства весьма прост и легко масштабируем, что обеспечивает возможность промышленного развёртывания. Помимо получения водорода из воды, исследованные недорогие катализаторы, по словам разработчиков, могут получить широкое применение в новых видах топливных элементов.
 
В общем, несмотря на то, что остаётся решить ещё ряд вопросов, авторам удалось показать, что более дешёвая и при этом не менее эффективная альтернатива платиновым металлам существует. Возможно, скоро мы станем свидетелями заката эры использования платиновых металлов как катализаторов, а значит и резкого снижения цен на них.

 







Из графиков видно, что цены на родий и рутений уже сдулись!