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 В шаровых звездных скоплениях должно быть немало небольших черных дыр, но астрономам редко удается их обнаружить. И вот ученые нашли первую черную дыру звездной массы в огромном скоплении Омега Центавра. Объект оказался менее массивным, чем ожидали специалисты, зато с огромным орбитальным периодом.
Власти штата Нью-Йорк ввели на год мораторий на строительство крупных дата-центров. Таким образом, Нью-Йорк стал первым штатом, где действует такое ограничение.
Пентагон совместно с ФБР опубликовал новый массив из 40 секретных документов и 19 видеозаписей, фиксирующих НЛО. Глава Консультативного совета при Белом доме, гарвардский астрофизик Ави Леб изучил обнародованные кадры и попытался объяснить природу самого странного из запечатленных объектов.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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