Китайские учёные использовали ядовитые свойства угарного газа (монооксида углерода) для создания катализаторов топливных элементов. Способность этого соединения прочно связываться с металлами, в том числе с железом в крови человека, позволила им разработать инструмент для быстрого получения ускорителей типа «ядро-оболочка».
Эти структуры состоят из двух металлов — более дешёвого (формирует ядро) и более дорогого (тонкий внешний слой, где протекает реакция). Последний, как правило, представлен платиной и имеет толщину в несколько атомов. Такая особенность позволяет сэкономить на дорогостоящем материале без потери эффективности катализатора.
Ранее для этих целей использовали метод медного недосаждения, когда на ядро сначала наносили слой меди, а после заменяли его на платину. Сам процесс требовал высокоточного контроля напряжения и дополнительных этапов для удаления оксида. При этом время на его проведение достигало 24 часов, что затрудняло массовый выпуск продукта.
Новый подход сделал из угарного газа своеобразный «напылитель платины». Используя свойство монооксида углерода «липнуть» к металлам, учёные заставили молекулы газа лечь ровным слоем на поверхность металлического ядра, а уже сверху осадили частицы платины. В итоге получилось покрытие толщиной в один атом, или 0,3 нанометра. Таким образом, разработчики ушли от сложной электрохимии, сократив время производства нескольких килограммов готового катализатора до 0,5-2 часов.
▫️ Несмотря на простоту и значительный скачок во времени выпуска, до промышленного использования технологии ещё далеко. Сначала предстоит выяснить экономическую целесообразность метода, ведь пока процесс описан на ядрах из палладия, золота и иридия, что может оказаться ещё дороже.
Также необходимо оценить безопасность проведения процесса для человека. Хоть сам катализатор и безопасен, утечка угарного газа при его производстве может привести к летальному исходу. Поэтому техника безопасности в этом вопросе должна быть на соответствующем уровне.
Подписывайтесь на Химпром
Китайские учёные использовали ядовитые свойства угарного газа (монооксида углерода) для создания катализаторов топливных элементов.
