Новости химической науки > Желатин для катализатора топливной электробатареи

Международная группа исследователей использовала желатин в качестве исходного материала для получения углеродсодержащего легированного электрокатализатора. Исследователи не сомневаются, что в перспективе их система сможет заменить платиновые катализаторы в топливных элементах.

Зое Шнепп (Zoe Schnepp) из Университета Бирмингема решил продемонстрировать, что в увеличении экологической безопасности и без того относительно «зеленых» топливных элементов нет пределов.

Для получения катализатора исследователи смешали производные магния и железа с желатином и получили пену из желатина. Исследователи подобрали такое соотношение исходных веществ, благодаря которому образовывались пузырьки небольшого размера, обеспечивающие материалу очень большую площадь внутренней поверхности материала. Затем желатинизированную пену нагревали до 800°C, в результате чего материал сохранял свою пузырьковую структуру, однако покрытием такой структуры служил карбид железа.

На следующей стадии частицы карбида железа убирают с помощью соляной кислоты, что, кстати, позволяет еще в большей степени увеличить размер пор. Как отмечает Шнепп, первоначально в желе наблюдаются поры большого размера, которые после растворения в соляной кислоте дополняются еще и вновь образовавшимися нанопорами – совместно эти поры отвечают за очень большую площадь поверхности и формирование активного катализатора.

Протокол в режиме one-pot позволяет получить легированный катализатор с регулируемым строением пор. (Рисунок из J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 13576 (DOI: 10.1039/c3ta12996a))

Ан-Хуэй Лю (An-Hui Lu), эксперт по наноструктурированным катализаторам из Технологического Университета Далянь в Китае отмечает, что разработанный его коллегами относительно простой подход к синтезу может обеспечить простой и эффективный подход к получению и применению пористых многокомпонентных нанокомпозитных материалов.

Он добавляет, что полученный по методике Шнеппа материал отличается исключительной производительностью в катализе реакций с участием кислорода. Несмотря на том, что каталитическая эффективность нового материала практически совпадает с эффективностью коммерчески доступного катализатора – углерода, легированного платиной, высокая электрокаталитическая эффективность и стабильность наряду с относительной дешевизной получения может сделать материал Шнеппа многообещающим кандидатом в электрокатализаторы восстановления кислорода следующегопоколения. Особенно остро такие катализаторы могут быть востребованы при создании протонообменных мембранных топливных ячеек.

Специалист по нанопористым материалам из Университета Порто (Португалия) Хосе Фигуеиредо (José Figueiredo) несколько более осторожен, давая оценку результатам новой работы, отмечая, что для определения параметров, способных контролировать размер пор и степень их объединения друг с другом, необходима еще дальнейшая работа, и только выяснив все условия, которые позволят получать материал с предопределенной структурой и свойствами, можно будет вести первые разговоры о коммерциализации нового материала.

Источник: J. Mater. Chem. A, 2013, 1, 13576 (DOI: 10.1039/c3ta12996a)

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы, #химия поверхности