|
Взаимодействие воды с алюминиевыми кластерами. Синим цветом показано основание Льюиса, красным - кислота Люьиса. Изображение авторов исследования
|
Американские ученые утверждают, что им удалось разработать метод получения водорода, основанный на взаимодействии молекул воды с алюминиевыми кластерами. Работа ученых опубликована в журнале
Science. Коротко ее основные результаты описаны в пресс-релизе Университета Пенсильвании, сотрудники которого принимали участие в исследовании.
Авторы работы синтезировали из атомов алюминия кластеры различной геометрической структуры и изучали, как они взаимодействуют с молекулами воды. Некоторые из кластеров связывали молекулы воды так, что каждая молекула оказывалась между двумя группами атомов, одна из которых являлось кислотой, а другая - основанием Льюиса. Кислотой Льюиса называют соединение, которое может принять дополнительные электроны. Основание Льюиса является донором электронов.
Группа атомов алюминия, являющаяся кислотой Льюиса, "притягивает" кислород из воды, а основание Льюиса - водород. В результате связь между ними разрывается. Если аналогичный процесс произойдет с другой молекулой воды, то два атома водорода смогут объединиться в молекулу H2.
Исследователи заявляют, что некоторые из синтезированных ими кластеров разлагают воду при комнатной температуре. Обычно этот процесс требует больших энергетических "вложений": разложение воды на водород и кислород, например, происходит при пропускании через воду электрического тока (процесс, получивший название электролиза).
Однако новая технология пока не готова для внедрения в промышленность. На данном этапе после каждого акта расщепления молекулы воды на кластере остается ее "составная часть" - гидроксильная группа OH-. Авторы намерены разработать процедуру "восстановления" алюминиевых кластеров для того, чтобы процесс расщепления шел непрерывно.
Поиском альтернативных методов получения больших количеств водорода занимаются многие ученые. Водород является перспективным топливом, которое может прийти на замену традиционному углеводородному.
