Найдены новые характеристики платиносодержащих катализаторов
Исследования коллектива лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ направлены на разработку нового «зеленого» метода синтеза высокоэффективных катализаторов для топливных элементов без использования агрессивных химических реагентов и отсутствия отходов в процессе производства.
В Южном федеральном университете активно развиваются научные направления, связанные с «зеленой» энергетикой. Зеленая, или же альтернативная возобновляемая энергетика — это перспективные способы получения, передачи и использования энергии, которые распространены не так широко, как традиционные, однако представляют интерес из-за умеренной стоимости и низкого риска вреда окружающей среде.
По мнению ученых, переход на альтернативную энергетику, в частности замена двигателя внутреннего сгорания на водородный топливный элемент в автомобилях позволит существенно снизить загрязнения окружающей среды, за счет отсутствия выхлопных газов.
Исследовательская деятельность лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ как раз направлена на решение этих проблем и связана с созданием наноструктурных платиносодержащих катализаторов нового поколения, которые являются сердцем каждого водородо-воздушного топливного элемента и преобразуют химическую энергию топлива в электрическую. Важно, чтобы такие материалы сочетали высокие функциональные характеристики и минимальное содержание дорогостоящей платины.
Так, в последней работе коллектив молодых ученых рассмотрел особенности изменения структуры катализаторов с различной архитектурой наночастиц под воздействием разных типов предварительной обработки. К слову, сейчас большое распространение получили катализаторы на основе платины, легированные различными d-металлами, такими как медь, кобальт, никель и так далее. Однако в процессе работы топливного элемента происходит растворение d-металлов, что в свою очередь снижает токовые характеристики топливного элемента и, как следствие, длительность его работы.
Ученые пришли к выводу, что химическая или электрохимическая активация биметаллических катализаторов оказывает существенное влияние на их состав, микроструктуру и каталитическую активность в реакции восстановления кислорода. «По сравнению с обработкой в различных кислотах, электрохимическая активация биметаллических катализаторов на основе платины оказывает большее влияние на активность в реакции электровосстановления кислорода. Стадию электрохимической активации рекомендуется использовать в качестве обязательной предобработки катализаторов для получения высокоактивных материалов», — отметила ведущий научный сотрудник Анастасия Алексеенко.
В рамках исследования специалисты также дали рекомендации по термической обработке катализаторов, улучшенными d-металлами. По словам ведущего научного сотрудника Сергея Беленова, условия термической обработки напрямую зависят от природы легирующего компонента. Так, для обработки катализаторов PtCo/C предпочтительнее более высокие температуры (≥700 ˚C), в отличие от материалов PtNi/C, для которых не рекомендуется использовать температуры обработки выше 300 ˚C из-за сегрегации легирующего металла.
Один из перспективных видов предварительной обработки катализаторов — сочетание кислотной и термической обработки. Как отмечает младший научный сотрудник Алина Невельская, различные сочетания этих двух типов предобработки в свою очередь могут значительно повысить активность и стабильность материалов.
«Работа представляет большой интерес для ученых, работающих как в области водородной энергетики, так и материаловедения, так как освещает разные аспекты формирования различных типов структур наночастиц, от чего напрямую зависят характеристики электрокатализаторов», — отметила младший научный сотрудник Ангелина Павлец.
Выводы ученых станут подспорьем для дальнейших исследований в области улучшения функциональных характеристик платиносодержащих катализаторов. Результаты работы, проведенной в рамках проекта Российского научного фонда «Влияние эволюции состава/структуры биметаллических наночастиц на каталитическую активность» под руководством ведущего научного сотрудника лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ Сергея Беленова опубликованы в журнале Catalysts.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Звезды типа Солнца в конце жизни превращаются в пульсирующего красного гиганта, а потом – в белого карлика. Ранее считали, что на этом этапе их планеты становятся слишком холодными, ведь белый карлик светит слабо. Новые наблюдения показали, что все намного сложнее и планета может даже прибавить свою температуру. Примерно в 80 световых годах от Земли лежит белый карлик WD 1856. Хотя он всего вдвое легче Солнца, по размерам близок к нашей планете (примерно на треть больше). За счет этого у него огромная плотность, поэтому, несмотря на отсутствие в нем термоядерных реакций (топливо уже кончилось), поверхность этой «мертвой» звезды разогрета почти до пяти тысяч градусов.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно