وأوضح بيان الوزارة أن العلماء من موسكو وقازان تمكنوا من تطوير محفز أحادي الذرة يحتوي على الروثينيوم ويستخدم في التفاعل الخاص بإنتاج الهيدروجين. وتتميز البنية الثلاثية الأبعاد لهذا المحفز بقدرتها على تشكيل طبقات متحركة على سطح المواد الكربونية، مما يجعل الأجهزة والعمليات القائمة على الهيدروجين عالي النقاء أكثر كفاءة اقتصادية، ويقلل من استهلاك المعادن النادرة من مجموعة البلاتين.
يُذكر أن الهيدروجين الجزيئي عالي النقاء يعتبر وقودا “أخضر” وركيزة مهمة لصناعة الكيماويات الحديثة، لكن تقنيات إنتاجه الحالية مكلفة، نظرا لاعتماد الأجهزة مثل محللات المياه الكهربائية وخلايا الوقود والمكثفات على معادن ثمينة من مجموعة البلاتين. وتتيح التكنولوجيا الجديدة تقليل استهلاك هذه المعادن بشكل ملحوظ.
الروثينيوم ودوره في الابتكار
ينتمي الروثينيوم أيضا إلى مجموعة البلاتين، لكن مشتقاته يمكن استخدامها كمحفزات كهربائية مبتكرة أحادية الذرة بدلا من البلاتين المعدني، مع المحافظة على كفاءتها العالية. وقد تم تطوير نهج جديد للحصول على مشتقات الروثينيوم التفاعلية باستخدام أيون الروثينيوم، لتحقيق خصائص امتزازية قوية على سطح المواد الكربونية المهمة عمليا.
وأشار مؤلفو الدراسة إلى أن التصميم الجزيئي للمحفز، إلى جانب المواد المحفزة الهجينة المبنية عليه، يسمح بالتحسين السريع لجودة الكاثودات الكربونية في مولدات الهيدروجين عالي النقاء وتقليل استهلاك معادن مجموعة البلاتين بعدة مرات.
المؤسسات المشاركة والدعم المالي
شارك في البحث باحثون من:
-
معهد “كورناكوف” للكيمياء العامة وغير العضوية، أكاديمية العلوم الروسية
-
معهد “نسميانوف” للمركبات العضوية، أكاديمية العلوم الروسية
-
معهد “كورتشاتوف” للأبحاث النووية
-
معهد “آربوزوف” للكيمياء العضوية والفيزيائية، مركز قازان العلمي
-
جامعة “غوبكين” الروسية الحكومية للنفط والغاز
وحصل المشروع على دعم مالي من وزارة العلوم والتعليم العالي الروسية في إطار برنامج “مركز الاستخدام الرشيد للمواد الخام المعدنية النادرة”.
نُشرت نتائج البحث في مجلة Dalton Transactions.
المصدر: تاس