Катализатор для получения водорода работал свыше 2200 часов

Подробно

Что создали учёные Университета Цинхуа?

Статья называется «In situ reduction-driven formation of sub-nanometer alternating heterostructures». Её авторы - Yuan Huang, Zhenyu Ren, Yijian Gao, Haoyang Li, Hai Xiao, Qingda Liu и Xun Wang. Вклад Huang и Ren в работу признан равным, а авторами для переписки указаны Xiao, Liu и Wang. Все авторы работают в подразделениях Университета Цинхуа в Пекине. Xun Wang также связан с институтом этого университета в провинции Хэбэй. Должности авторов на странице статьи не указаны.

Рукопись поступила в редакцию 11 февраля 2026 года, её приняли 29 сентября, а опубликовали 11 октября. Когда проводился эксперимент, в статье не сказано.

Катализатор предназначен для реакции выделения водорода. Это одна из двух реакций при электролизе воды: на катоде образуется водород, на аноде - кислород.

Как устроен катализатор Ni/NiMoO₄?

Исходный материал - субнанометровые нанопроволоки молибдата никеля NiMoO₄. На их поверхности были адсорбированы молекулы олеиламина, и это органическое вещество сработало как мягкий восстановитель. Часть ионов никеля Ni²⁺ превратилась в металлический никель, но только на отдельных ограниченных участках проволоки.

В итоге получилась структура из чередующихся участков металлического никеля и молибдата никеля с согласованными границами между ними. Авторы называют такую структуру субнанометровой чередующейся гетероструктурой.

Объяснение механизма авторы строят на экспериментальном анализе и расчётах. По их данным, границы между Ni и NiMoO₄ меняют локальную электронную структуру материала. Из-за этого промежуточным частицам реакции выделения водорода легче закрепиться на поверхности и активироваться. Это версия самих авторов, независимой проверки пока нет.

Кроме того, исследователи считают, что частичное восстановление никеля прямо в нанопроволоке показывает способ создавать и настраивать субнанометровые границы между материалами.

Какие результаты показал катализатор в испытаниях?

В статье описаны три основных измерения, и проводились они в разных условиях:

• Активность. В 1 М растворе гидроксида калия (KOH) для плотности тока 10 мА/см² катализатору хватило перенапряжения 14,4 ± 2,9 мВ. Чем ниже перенапряжение, тем меньше дополнительной энергии уходит на запуск реакции.
• Производительность ячейки. В электролизёре с анионообменной мембраной при 80 °C плотность тока достигла 2 А/см² при напряжении ячейки 1,62 В.
• Долговечность. Стабильную работу свыше 2200 часов (около 92 суток) авторы сообщают для испытания при 25 °C.

Показатели при 80 °C и испытание на долговечность при 25 °C объединять нельзя. Статья не показывает, что катализатор продержался 2200 часов в самом производительном режиме. К тому же в первоисточнике сказано «свыше 2200 часов», а не ровно 2200.

По открытой странице статьи нельзя установить ещё несколько деталей: при каком токе и напряжении шло длительное испытание, насколько изменились характеристики за это время и каков масштаб установки. Эти данные, вероятно, есть в полном тексте, на графиках и в дополнительных материалах.

Чем результат отличается от прежних работ?

Похожие границы между металлом и молибдатом исследовали и раньше. В 2023 году другая группа описала в Chemical Engineering Journal катализатор Ni₄Mo/NiMoO₄ на мезопористом углероде. Электрод на его основе проработал 800 часов при 100 мА/см², а электролизёр с анионообменной мембраной - 400 часов при 1 А/см². Состав и условия испытаний у той работы другие, поэтому напрямую сравнивать сроки службы нельзя.

Часть нынешней группы, включая Yuan Huang, Hai Xiao, Qingda Liu и Xun Wang, уже публиковала работу о субнанометровых проволоках. В 2024 году в Journal of the American Chemical Society вышла их статья о проволоках Zn-NiOOH, полученных перестройкой Zn-NiMoO₄. Тогда изучалась реакция выделения кислорода: катализатор проработал 800 часов при 200 мА/см², а щелочной электролизёр - более 500 часов.

В мае 2026 года та же группа представила в Nature Nanotechnology самоклеящийся катализатор из субнанометровых проволок высокоэнтропийного оксида для электролиза морской воды. Электролизёр с анионообменной мембраной на его основе проработал свыше 3819 часов при 2 А/см² в окружающих условиях. Это другая система с другой каталитической задачей. Поэтому называть 2200 часов нынешней работы мировым рекордом оснований нет.

Когда катализатор может появиться в промышленных электролизёрах?

Сроков пока нет. Сейчас это лабораторный результат на экспериментальном электролизёре. Подтверждённых данных о серийном изготовлении, цене катализатора, себестоимости водорода и сроке службы в промышленных условиях нет. Независимого повторения опыта тоже пока нет.

На те же ограничения обратил внимание Пётр Осинцев в материале «Московского комсомольца». Он отметил, что результат при 80 °C и испытание на долговечность при 25 °C получены в разных условиях. По его оценке, стоимость массового производства и ресурс промышленного оборудования ещё предстоит определить. Это журналистская оценка, а не независимая экспертиза.

Комментариев независимых специалистов к этой статье найти не удалось. Более долговечные промышленные электролизёры пока остаются лишь возможным применением результата, а не доказанным итогом исследования.