Реферат: Все возрастающий рынок мобильных устройств, беспилотных летательных аппаратов стимулирует развитие малоразмерных источников энергии, основанных на топливных элементах, которое невозможно без создания систем компактного хранения и генерации водорода. Среди водородсодержащих соединений боргидрид натрия (NaBH4) занимает особое место благодаря высокому содержанию H2 (10,8 мас.%) и коммерческой доступности. Другим интересным гидридом для химического хранения водорода является амминборан (NH3BH3), который содержит 19,6 мас.% водорода и характеризуется высокой стабильностью как в твердом состоянии, так и в водном растворе. При этом в случае гидролиза гидридов (NaBH4 и NH3BH3) выход водорода увеличивается благодаря вовлечению в процесс его генерации воды. Низкий тепловой эффект реакций делает получение водорода безопасным. Использование катализаторов обеспечивает контролируемое выделение водорода в широком диапазоне температур (-40…+60 °С). Каталитические системы на основе кобальта наиболее перспективны, поскольку сочетают в себе высокую активность с приемлемой ценой. Кроме того, благодаря восстановительным свойствам гидридов формирование активной фазы катализатора можно осуществлять непосредственно в реакционной среде (активация in situ). Данная работа посвящена изучению физико-химических и каталитических свойств кобальтовых катализаторов, формирующихся под действием NaBH4 и NH3BH3. С использованием методов измерения магнитной восприимчивости, ИК спектроскопии, РФА, ПЭМ, РФЭС, EXAFS установлено, что в растворах гидридов происходит восстановление соединений кобальта (соли, оксиды) с образованием сферических рентгеноаморфных ферромагнитных частиц со структурой типа «ядро-оболочка», которые и являются каталитически активными в исследуемых процессах. Ядро состоит из кобальта, водорода и бора, а в состав оболочки дополнительно входит кислород. При этом использование NaBH4 обеспечивает более высокую скорость восстановления и формирования высокодисперсного активного состояния катализатора. Был исследован процесс его трансформации в реакционной среде. Впервые обнаружена корреляция между ферромагнитными свойствами катализатора, формирующегося из Со3О4 в растворе NaBH4, и его каталитической активностью. Для повышения содержания Н2 в водородаккумулирующем топливе предложены твердофазные композиции NaBH4 с кобальтовым катализатором, генерация H2 из которых осуществляется при добавлении воды из любого природного источника.

Библиографическая ссылка: Озерова А.М.
Кобальтовые катализаторы для получения водорода путем гидролиза боргидрида натрия и амминборана
II Всероссийская научно-практическая конференция c международным участием «Водород. Технологии. Будущее» 25-27 окт. 2021