Новий спосіб розміщення каталізатора прискорив електроліз води.

Водень має важливе значення для науки та промисловості завдяки своїм властивостям: це найлегший хімічний елемент, він має високу щільність енергії, отже, може бути паливом, що не створює небезпечних викидів. Єдиний продукт згоряння водню — це вода. Під час окислення водень з'єднується з двома атомами кисню і утворює воду, H₂O.

Ці характеристики роблять водень привабливим джерелом «чистої енергії». Однак його виробництво досі споживає багато енергії. Дослідники намагаються зробити електроліз води більш ефективним, щоб джерела відновлювальної енергії могли забезпечити його протікання для отримання водню.

Електроліз води — це процес, при якому вода розкладається на складові елементи під дією електричного струму. Воду різними способами приводять у контакт з електродами, катодом і анодом. До електродів приєднано джерело струму. При пропусканні струму на катоді утворюється водень, а на аноді — кисень. Вони швидко накопичуються з вільних атомів у молекулярний водень (H₂) та кисень (O₂).

Відносно повільний фізико-хімічний процес розпаду води на кисень і водень називають реакцією виділення кисню (oxygen evolution reaction, OER). Прискорити OER можна за допомогою каталізаторів з благородних металів. Золото, срібло, платина, іридій — це рідкісні та дорогі метали, а для прискорення реакції з їх участю потрібна додаткова енергія.

Міжнародна дослідницька група розробила новий метод електрохімічного розщеплення води. Результати дослідження опубліковані в журналі Nature Nanotechnology.

Новий підхід використовує атомарно розподілений іридій як каталізатор. Метал вбудований у структуру з диметилімідазолом та гідроксидом кобальту і заліза. Важлива інновація групи дослідників полягає саме в розташуванні цих компонентів: вони зібрані в об'ємну структуру, і це рішення підвищило ефективність і продуктивність розкладання води.

Запропонований вченими метод значно підвищує активність OER і споживає мало додаткової енергії. Об'ємна структура використовує лише окремі атоми іридію, що знижує витрати на застосування каталізатора і робить прискорену реакцію стабільною.