Група вчених зі Стенфордського університету розробила конструкцію і виготовлено дослідний зразок «розчеплювача» води, так званого електролізера, в якому використовується недорогий каталізатор тільки одного типу. Крім цього, новий електролізер здатний працювати безперервно, виробляючи водень і кисень з води, 24 години по суті, сім днів на тиждень. І більш великі пристрої електролізу, створені на базі такої технології, можуть стати нескінченним джерелом екологічно чистого водневого палива для різних видів транспорту і для промислових потреб.»Ми розробили низьковольтний розщеплювач води з каталізатором одного типу. Під час випробувань це пристрій пропрацював безперервно протягом 200 годин, встановивши цим самим щось на зразок світового рекорду» — розповідає І Куї (Yi Cui), професор з Стэнфордсткого університету і співробітник Національної лабораторії лінійних прискорювачів SLAC.Водень вже давно вважається одним з найбільш перспективних видів альтернативного палива. Але в даний час переважна частина водню, що виробляється і споживається промисловістю виробляється з природного газу. Методи отримання водню з води шляхом електролізу до останнього часу були економічно не вигідні і тому не отримали широкого розповсюдження.Звичайний електролізер складається з двох електродів, занурених в електроліт на основі води. Низьковольтна напруга, прикладена до цих електродів, ініціює каталітичну електрохімічну реакцію, під час якої молекули води розщеплюються, випускаючи бульбашки водню біля одного електрода і бульбашки кисню — біля іншого. У таких пристроях на поверхню кожного з електродів нанесений каталізатор певного типу, як правило, на основі дорогих платини та іридію. Крім цього, електроди знаходяться в електролітах, що мають різне значення pH-фактора, розділених досить дорогою мембраною, що забезпечує іонну електричну провідність.
Але в 2014 році, Хонгджи Дей (Hongjie Dai), хімік з Стенфордського університету, розробив принцип електролізу, в якому використовуються електроди з недорогих заліза і нікелю, які, до того ж, працюють при потенціалі всього у 1.5 Вольта. І новий електролізер є прямим продовженням технології, розробленої в минулому році.»Наш електролізер унікальний. Так як ми використовуємо для обох електродів один і той же каталізатор, оксид заліза-нікелю, електроди які знаходяться в одному і тому ж електроліті, не поділюваному іонної мембраною» — розповідає Хэотиэн Ван (Haotian Wang), один з дослідників, — «Наш електролізер розщеплює воду при потенціалі всього у 1.5 Вольта, а його ефективність при кімнатній температурі має безпрецедентне значення в 82 відсотки».Ключем до створення високоефективного і простого каталізатора стали іони літію, наявність яких дозволило «розколоти» шар оксиду заліза, нікелю на дуже дрібні частинки. «Наявність крихітних пов’язаних гранул збільшує площу поверхні, роблячи одночасно каталітичну поверхню більш активною», — розповідає професор Куї, — «Крім цього, частинки оксиду добре пов’язані один з одним, що забезпечує високу електричну провідність електрода в цілому».»Наша група використовувала кілька ідей, використаних у літій-іонних акумуляторах. І на основі цього ми отримали каталізатори абсолютно нових типів» — розповідає професор Куї, — «Більш того, ми сподіваємося, що точно такі ж принципи можуть стати основою створення каталізаторів, призначених для інших реакцій, ніж електрохімічне розщеплення води на водень і кисень».