• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
25.08.2022
ЮФУ
903

Найдены новые характеристики платиносодержащих катализаторов

4.5

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.

Найдены новые характеристики платиносодержащих катализаторов / ©Getty images / Автор: Александр Литвинов

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.

Группа ученых ЮФУ / ©Пресс-служба ЮФУ

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.   

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Южный федеральный университет образован в рамках национального проекта "Образование" распоряжением Правительства Российской Федерации от 23 ноября 2006 года N1616-р (pdf) и приказом Министерства образования и науки Российской Федерации от 4 декабря 2006 года N1447 путем присоединения к Ростовскому государственному университету трех вузов: Таганрогского государственного радиотехнического университета, Ростовского государственного педагогического университета, Ростовской государственной академии архитектуры и искусств.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Вчера, 08:27
Александр Березин

Популярная гипотеза о доставке большого объема легких элементов на древнюю Землю с кометами и астероидами получила существенный удар: «импорт» был весьма невелик. Значит, вода и многие другие элементы для возникновения жизни никогда не исчезали с лица нашей планеты.

Вчера, 16:57
ПНИПУ

Шаровая молния — выдумка или реальное явление, что такое темная материя и как она влияет на массу Вселенной? Для чего предназначены узоры на кончиках пальцев? Как мы «заражаемся» зевотой и почему мы чихаем, глядя на солнце? Отчего правшей больше, чем левшей и что нужно, чтобы сработал эффект плацебо? Об этом рассказали ученые Пермского Политеха.

17 июня
Игорь Байдов

Американские военные планируют разработать психостимулятор, действие которого можно активировать в мозге с помощью ближнего ИК-излучения. Такая технология поможет пилотам ВВС США сохранять бдительность во время длительных боевых вылетов. Привыкания или побочных эффектов препарат вызывать не будет.

Позавчера, 13:00
Сколтех

Ученые из Сколтеха, Цзилиньского университета и Центра передовых исследований в области науки и технологий высокого давления в Пекине (HPSTAR), а также их немецкие коллеги синтезировали и исследовали новый тип сверхпроводника с высоким содержанием водорода — супергидрид лантана типа A15 с формулой La4H23. Новый материал обладает сверхпроводимостью при температуре ниже −168 градусов и давлении в 1,2 миллиона атмосфер.

Позавчера, 20:03
Юлия Трепалина

Хотя полезным свойствам кофе посвящено много исследований, ученые продолжают делать открытия по этой теме. Недавняя работа китайских медиков показала, что регулярное употребление бодрящего напитка способно в некоторой мере снизить вероятность смерти при малоподвижном образе жизни.

24 мая
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

27 мая
Андрей

Европейские гляциологи, используя первые снимки Восточной Антарктиды 1937 года, а также фотографии середины XX века и современные спутниковые данные, отследили, как менялись ледники в этом регионе на протяжении 85 лет.

10 июня
Александр Березин

Исследователи из США выяснили, что примерно два миллиона лет назад Солнечная система захватила хвост облака холодного межзвездного газа. В результате гелиосфера сильно сжалась, дав галактическим лучам свободно облучать все планеты системы. Это должно было вызвать и серьезные проблемы с климатом.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно