• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
25 апреля
ЮФУ
915

В ЮФУ получили новые высокоактивные электрокатализаторы для низкотемпературных топливных элементов

4.6

Совместное исследование, проведенное учеными Южного федерального университета и Института катализа имени Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН позволило совместить оригинальный подход получения биметаллических наночастиц и использование модифицированного углеродного носителя для создания наноструктурных материалов с улучшенными характеристиками.

В ЮФУ получили новые высокоактивные электрокатализаторы для низкотемпературных топливных элементов / ©Пресс-служба ЮФУ

В работе приняли участие сотрудники лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ, кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник Анастасия Алексеенко, аспирант второго года, младший научный сотрудник Ангелина Павлец, доктор химических наук, главный научный сотрудник Владимир Гутерман.

«В процессе исследования получены новые материалы путем осаждения биметаллических наночастиц Pt-Cu на поверхность углеродного носителя, легированного азотом. Используя актуальные протоколы стресс-тестирования нам удалось подтвердить высокую устойчивость катализаторов к деградации по сравнению с коммерческим материалом.

Температура образцов: Pt/KB-N (a–c), PtCu/KB (e–g), PtCu/KB-N (i–k), JM20 (m–o) и гистограммы распределения NP по размерам для соответствующих материалов (d, h,l, p) / ©Пресс-служба ЮФУ

Сотрудничество с коллегами из Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН дало возможность развивать дополнительное направление исследований. Применение новых модифицированных углеродных носителей, разработанных коллегами из Института катализа, для получения биметаллических катализаторов — актуальная тематика в области создания материалов для водородной энергетики», — отметила ведущий научный сотрудник лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ Алексеенко Анастасия.

Tемпература образцов Pt/KB-N (a,b) и PtCu/KB (d,e) после стресс-теста. Гистограммы распределения соответствующих материалов по размерам до и после стресс-теста (c,f) / ©Пресс-служба ЮФУ

В рамках исследования учеными изучены структурно-морфологические характеристики и электрохимическое поведение катализаторов. Сам платиноуглеродный материал получили путем химического восстановления. Полученные материалы на основе оригинальных и N-легированных углеродных опор, маркируются как PtCu/KB и PtCu/KB-N соответственно.

«Примененный нами комбинированный подход к синтезу катализаторов, заключающийся в легировании платины медью и допировании носителя, позволил получить катализаторы с равномерным распределением биметаллических наночастиц на поверхности углерода», – добавила младший научный сотрудник лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ Ангелина Павлец.

Изображения ствола (a, d) и элементное отображение (b, c) материала PtCu/KB-N после стресс-теста. Зеленая стрелка показывает направление сканирования линии EDX (d). Состав NPS в соответствии с линейным сканированием EDX (e) / ©Пресс-служба ЮФУ

«Допирование азотом углеродные материалы сейчас интенсивно исследуются в качестве носителей для платиновых катализаторов низкотемпературных топливных элементов. Наличие азота на поверхности углеродного материала позволяет улучшить эффективность работы такого катализатора и снизить загрузку платины, а также увеличить стабильность углеродного материала к электроокислению. Важный фактор — удельная поверхность углеродного носителя, которая должна быть достаточно высокой. Нами предложен подход, заключающийся в осаждении при высокой температуре азотсодержащего углерода на поверхность углеродной сажи с высокой удельной поверхностью.

Ведущий научный сотрудник лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ Алексеенко Анастасия / ©Пресс-служба ЮФУ

Высокая степень графитизации и наличие азота в структуре такого углеродного материала, а также возможность управлять удельной поверхностью в процессе синтеза позволяют получить активные и стабильные электрокатализаторы. Мы надеемся на дальнейшее сотрудничество с Химическим факультетом ЮФУ», — отметил старший научный сотрудник Института катализа СО РАН Евгений Грибов.

Электрокатализаторы, полученные с помощью комбинированного подхода, имеют высокую активность и долговечность, что представляют несомненный интерес для использования в водородно-воздушных топливных элементах. Сфера применения низкотемпературных водородо-воздушных топливных элементов непрерывно расширяется с каждым днем. Их применяют в стационарных электростанциях, в качестве автономных источников тепло- и электроснабжения зданий, в двигателях транспортных средств, в качестве источников питания беспилотных летательных аппаратов и портативных зарядных устройствах. Широко используются высокомощные энергетические установки на базе топливных элементов.

Младший научный сотрудник лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» Химического факультета ЮФУ Ангелина Павлец / ©Пресс-служба ЮФУ

Исследование проведено в рамках проекта, поддержанного Российским научным фондом «Новые подходы к повышению стабильности и оптимизация методов стресс-тестирования электрокатализаторов для топливных элементов с полимерной мембраной» под руководством Анастасии Алексеенко. Результаты исследований изложены в статье в международном журнале открытого доступа 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
Вчера, 16:32
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

Вчера, 18:00
Алиса Гаджиева

Археологи открыли древнее государство с помощью лидара.

Вчера, 11:03
Михаил Орлов

Овес посевной (Avena sativa) входит в число наиболее важных зерновых культур и возделывается человеком уже более трех тысяч лет. Теперь в истории овса настала новая веха: ученые завершили работу над полной последовательностью генома этого растения и разобрались с его непростым эволюционным прошлым.

Вчера, 16:32
Александр Березин

Скорее всего, это первое полноценное использование принципиально нового истребителя по его прямому назначению.

23 мая
РНФ

Группа ученых из России и Германии математически описала ситуацию, когда происходит самоостановка света — явление, при котором скорость световых импульсов падает в миллионы раз, вплоть до нуля. Оказалось, что в определенных условиях излучение в резонансно поглощающей среде создает для себя «потенциальную яму», из которой затем не может выйти. Это происходит за счет обволакивания материей безмассовых фотонов, и в результате они могут остановиться.

20 мая
Мария Азарова

Ученые предупреждают: поскольку вес современных комбайнов и прочей сельхозтехники сегодня приближается к весу самых крупных животных, когда-либо бродивших по Земле, возникает парадокс уплотнения грунта.

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

28 апреля
Мария Азарова

Авторы нового исследования составили таблицу ожидаемой продолжительностью жизни для собак 18 чистокровных пород и метисов. Кроме того, они узнали, кто живет дольше — суки или кобели, кастрированные или нет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
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

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: