Ученые ТПУ совместно с коллегами из Китая предложили недорогой и безопасный метод, который улучшает электрокаталитические свойства дисульфида молибдена с помощью видимого источника света. В будущем разработка может лечь в основу создания эффективных систем производства «зеленого» водорода, который рассматривается как перспективное экологичное топливо для автотранспорта. Это может стать важным шагом в развитии альтернативной энергетики и снижении негативного воздействия транспорта на окружающую среду.

Результаты исследований опубликованы в журнале Nanoscale (Q1, IF: 5,8). Работа поддержана грантом РНФ (№ 23-42-00081).

В настоящее время перспективным катализатором для производства «зеленого» водорода является дисульфид молибдена. Природный минерал молибденит широко распространен, в том числе на территории России, имеет невысокую стоимость и обладает стабильностью. Это делает материал перспективной альтернативой дорогой платине.

«Существующие методы, применяемые для увеличения каталитической активности дисульфида молибдена, имеют те или иные недостатки — высокие температура и давление для синтеза, использование агрессивных химических реагентов, высокая стоимость. Поэтому перед нами как перед учеными стояла задача поиска недорогого, „зеленого“ и простого метода синтеза высокодефектной гибридной структуры на основе тонких слоев дисульфида молибдена», — рассказывает соавтор исследования, профессор Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Рауль Родригес.

Химики ИШХБМТ ТПУ совместно с зарубежными коллегами разработали метод, при котором нужный материал можно получить с помощью раствора ионов железа и источника видимого света, который можно будет заменить солнечным светом.

По сравнению с обычным молибденитом, модифицированный катализатор позволяет произвести такое же количество водорода из воды, используя на 20% меньше энергии. По словам ученых, полученные фундаментальные знания могут лечь в основу создания безопасных и недорогих систем производства «зеленого» водорода для автомобильного топлива.

«Более того, нами разработан метод локального уменьшения толщины дисульфида молибдена, создания дефектов и осаждения магнитных наночастиц оксида железа в предопределенных местах, что крайне важно в дальнейшем при создании различных устройств,» — поясняет один из авторов исследования, инженер Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ Чан Туан Хоанг.

В настоящее время ученые оценивают перспективность модифицированного дисульфида молибдена для использования в сенсорах, оптотехнике и оптоэлектронике.

В работе принимали участие сотрудники Исследовательской школы химических и биомедицинских технологий ТПУ, Института технологии материалов и инжиниринга Нинбо и Шанхайского института керамики Китайской академии наук.