Российские физики создали новые нанопорошки
Ученые лаборатории ресурсоэффективных технологий термической переработки биомассы Института экологической и сельскохозяйственной биологии (X-BIO) совместно с коллегами из Томского политехнического университета и Института катализа СО РАН разработали подход, позволяющий преобразовывать сельскохозяйственные отходы в нанопорошки карбида кремния, которые можно применять в качестве электрокатализаторов получения водорода.
Карбид кремния (SiC) — это материал с выдающимися свойствами, такими как высокая твердость, низкая плотность, хорошая износостойкость, отличная механическая и химическая стабильность при высоких температурах. По этой причине SiC уже много лет представляет большой научный интерес и применяется в различных областях.
Nano-SiC обладает недостаточной электропроводностью для промышленных применений в топливных элементах. Для преодоления этих ограничений в катализаторы на основе SiC можно добавлять различные углеродные структуры и металлы платиновой группы.
В связи с этим авторы решали научную задачу, состоящую в разработке новых подходов для получения наноструктур SiC и особенно композитов на их основе, пригодных для применения в качестве электрокатализаторов.
Статья «Композитные нанопорошки карбида кремния, полученные из сельскохозяйственных отходов, как эффективные электрокатализаторы для расщепления воды» ученых Дмитрия Никитина, Ивана Шаненкова, Романа Табакаева (X-BIO), Петра Елецкого (ИК СО РАН), Артура Нассырбаева, Юлии Шаненковой, Дастана Рыскулова, Александра Циммермана, Александра Сивкова (ТПУ) вышла в Journal of Cleaner Production (импакт-фактор журнала 11.1, Q1).
Существуют методы, направленные на получение нано-карбида кремния с использованием отходов различных отраслей промышленности, включая электронику, сельское хозяйство и так далее. Многие подходы основаны на использовании различных сельскохозяйственных и биологических отходов для синтеза нано-SiC. Преимущество растительной биомассы в качестве прекурсора состоит в том, что в нем высокое содержание углерода и диоксида кремния (в шелухе, соломе злаковых растений), которые после термической обработки обеспечивают почти идеальный исходный материал для дальнейшего синтеза с использованием плазмы дугового разряда.
Такие растительные продукты — одни из наиболее распространенных, поскольку ежегодно образуются миллионы тонн сельскохозяйственных отходов (почти 7 150 миллионов тонн рисовой шелухи, 5,5 миллионов тонн овсяной шелухи, от восьми до 13,5 миллионов тонн овсяной соломы). Несмотря на локальные применения, например, для производства удобрений и кормов на их основе, большая часть (около 30 процентов от общей массы такого рода отходов) просто захоранивается без дальнейшей переработки.
Неправильная утилизация приводит к гниению уплотненной биомассы и выбросу значительного количества парниковых газов — 16 процентов выбросов приходится на сельскохозяйственный сектор. Термическая переработка отходов может решить проблемы неправильной утилизации и обеспечить получение углеродного остатка с высоким содержанием кремния. Такой материал может служить основой для дальнейшего одностадийного синтеза карбида кремния.
Ученые получили углеродистые остатки (биоугли) из отобранных видов отходов путем окислительной карбонизации в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора глубокого окисления при температуре 460 градусов. И в дальнейшем плазмодинамическим методом они синтезировали наноразмерный композитный материал на основе карбида кремния.
Такой подход позволяет формировать нанокомпозит со структурой SiC/C, который можно рассматривать в качестве эффективного сокатализатора для реакции расщепления воды при последующем незначительном модифицировании ионами платины. Показано, что добавление платины в количестве не более пяти массового процента обеспечивает электрокаталитическую производительность, сравнимую с коммерческим образцом платины, и высокую стабильность даже после 1500 рабочих циклов. Помимо этого, ученые отмечают, что рассматриваемый подход — практически CO2-нейтральный, благодаря преимуществам двух примененных методов.
Telegram 
Дзен 
VK Изучив данные о скорости изменения температур ледяных спутников пятой и шестой планеты системы, астрономы обнаружили, что она слишком высока для по-настоящему ледяной поверхности. Оказалось, что эти тела покрыты материалом, по своим свойствам резко отличающимся от земного льда.
Черные дыры, возможно, не такие «сломанные» объекты, как считалось полвека. Автор нового исследования показал, что даже в рамках Общей теории относительности черная дыра может избежать сингулярности — точки, где законы физики перестают работать. Если он прав, новая теория гравитации для «спасения» физики внутри космических «монстров» не понадобится.
Палеонтологи описали новый вид ископаемой птицы мелового периода, жившей на территории современного Китая 121 миллион лет назад. У маленькой птички размером с воробья были два необычайно длинных хвостовых пера, вдвое превышающих длину ее тела. Перья, по всей видимости, носили декоративный характер и двигались только вверх и вниз, что напоминает брачные игры самцов современных птиц.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Вначале Reuters опубликовал статью о взаимоотношениях SpaceX и Пентагона, которую миллиардер --- традиционно для его отношений с этим изданием — назвал фейком. Опровергая ее тезисы, он обнародовал информацию, не представленную ранее публично.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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