Водородная революция. Крошечный чип может изменить будущее зеленой энергетики

Речь идет о так называемой «мегабиблиотеке» — первой в мире платформе на основе наноматериалов, которая содержит миллионы уникально созданных наночастиц на одном чипе. Используя этот инструмент, исследователи за один день смогли найти новый каталитический материал, который в некоторых случаях превосходит иридий по эффективности и при этом значительно дешевле.

Мегабиблиотека позволяет быстро анализировать огромное количество комбинаций распространенных металлов. В новом исследовании команда испытала более 156 миллионов частиц, созданных на основе рутения, кобальта, марганца и хрома. В результате был найден оптимальный состав — оксид Ru52Co33Mn9Cr6, который показал высокую активность и стабильность в процессе реакции выделения кислорода (ключевого этапа расщепления воды на водород и кислород).

Новый каталитический материал не только продемонстрировал эффективность в лабораторных условиях, но и подтвердил свою работоспособность в масштабируемых устройствах. Он выдержал более 1000 часов работы в агрессивной среде и оказался примерно в 16 раз дешевле иридия.

Исследователи подчеркивают, что это открытие не только открывает путь к доступному «зеленому» водороду, но и подтверждает потенциал мегабиблиотек как принципиально нового инструмента поиска материалов для различных сфер — от энергетики до биомедицины и производства аккумуляторов.

Как отметил профессор Чад Миркин, один из разработчиков технологии, мегабиблиотеки можно рассматривать как «армию миниатюрных лабораторий на одном чипе», которые позволяют найти нужный материал в рекордные сроки. В будущем сочетание этой технологии с алгоритмами искусственного интеллекта способно радикально изменить подход к созданию новых материалов в глобальных масштабах.

Исследование опубликовано в Журнале Американского химического общества (JACS).