Ученые определили активность не содержащих ценные металлы катализаторов
Исследователи из Русского университета Бохума провели электрохимический анализ отдельных частиц оксида железа-кобальта, успешно определив их каталитическую активность без использования связующих веществ.
Наночастицы обычных металлов могут в будущем заменить дорогие катализаторы для производства водородного топлива. Но определение максимальной скорости реакции, обеспечиваемой такими веществами, часто становится сложной задачей. Особенно для оксидных частиц. Их необходимо крепить к электродам связующими проводящими добавками, искажающими результаты. Команда ученых из Русского университета Бохума, возглавляемая профессором Кристиной Чулик, решила эту проблему, сообщает sciencedaily.com. Результаты исследования представлены в Journal of the American Chemical Society.
«Дешевые и доступные инициаторы реакций – ключевой инструмент в переходе на возобновляемую энергию, — сказала Чулик. – Водород – перспективный ресурс. Сдерживающим фактором его использования является частичная реакция, производящая водород».
Исследователи определяли эффективность катализа оксида железа-кобальта. Они последовательно проанализировали множество отдельных частиц. Химики позволяли веществу запускать генерирование кислорода на поверхности электрода, измеряя движение тока. Это давало информацию о скорости реакции.
«Мы измерили плотность тока в несколько кА/кв. м, — сказала Чулик. – Показатель превышает скорости реакций, применяемых в промышленности».
Команда показала, что мощность тока зависит от размера частиц, если они меньше 10 нм. Она также ограничена генерированием кислорода. Несмотря на обилие последнего, частицы практически не менялись.
«Такая стабильность в экстремальных условиях исключительна», — сказала Чулик.
Аналитический подход, использованный исследователями, подходит и для других электрокатализаторов.
«Необходимо лучше понять активность наночастиц для разработки продуктов на основе распространенных металлов, — подытожили авторы. – Учитывая зависимость катализа от размера, важно синтезировать правильные частицы».
Специалисты тесно сотрудничали с учеными из Университета Дуйсбурга-Эссена, работавшими под руководством профессора Стефана Шульца. Он изготовил каталитические частицы.
