Кобальтовое прозрение

Носерой и его учеником была предложена новая перспективная схема водного электролиза — расщепления воды на кислород и водород при комнатной температуре, обычном атмосферном давлении, в нейтральной рН-среде и при помощи элементарного научного оборудования. Причем основным достижением американских химиков стало создание принципиально нового катализатора, существенно ускоряющего процесс выделения кислорода на одном из двух электродов (аноде). 

 
Химик из Массачусетского технологического института Дэниел Носера утверждает, что знает путь к безуглеродной энергетике будущего
Фото: AP

Разработка эффективной технологии производства кислорода из воды — важнейшая (хотя, разумеется, и не главная) составная часть общего процесса водного электролиза. Что же касается его главной цели — водорода, который выделяется на втором электроде (катоде), то, судя по комментариям самих создателей электролизера, они на данном этапе исследований вообще не ставили перед собой цели усовершенствовать технологию водородной составляющей. Именно в этом и заключается «второй ляпсус Петокукиса»: новая технология Носеры и Кэнана отнюдь не решает задачу более простого и дешевого получения из воды водорода, она специально заточена на простое и дешевое получение кислорода.

Вплоть до недавнего времени в качестве основного катализатора водного электролиза учеными использовалась крайне дорогостоящая платина. Текущие биржевые цены на платину достигли заоблачных высот — почти 2000 долларов за тройскую унцию, и, как нетрудно догадаться, ее дальнейшее активное применение в этом процессе стало коммерчески неоправданным. На протяжении достаточно длительного времени ученые-химики ломали голову над проблемой поиска более дешевой альтернативы этому металлу. В качестве одной из них рассматривался никель или даже нержавеющая сталь с высоким содержанием никеля (опыты с использованием никеля как катализатора продолжаются и сегодня).

Носера и его команда пошли по другому пути. Изобретенный ими альтернативный катализатор отчасти был найден самым распространенным среди ученых-экспериментаторов методом, по-простому — методом научного тыка: Носера долгое время экспериментировал с редкими металлами родием и иридием, получал на их основе хорошо работающие катализаторы, но с коммерческой точки зрения дальнейшее использование этих экзотических металлов (как и платины) было не слишком оправданным. В Периодической таблице элементов Менделеева родий и иридий стоят в одном столбце, то есть являются металлами со схожими свойствами, а еще одной строчкой выше в том же столбце представлен кобальт, куда более доступный металл. Именно кобальт стал тем элементом, использование которого позволило в итоге Носере получить рецепт каталитической смеси.

Впрочем, для нужного эффекта помимо кобальта в растворе потребовалось присутствие и других химических компонентов, в частности фосфата калия и, предположительно, «еще чего-то».

Судя по всему, точный состав катализатора держится Носерой и его коллегами в секрете. По крайней мере весьма показательно, что в описаниях различными западными СМИ содержимого «мензурки Носеры» практически невозможно найти 100−процентного совпадения использованных учеными химических компонентов и соединений. И, что также пока вызывает вполне обоснованный скепсис, до сих пор невыясненным остается конкретный механизм протекания химических реакций в новом электролизере.