`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Комбинация наночастиц и графена дает более стабильный катализатор для топливных ячеек

+55
голосов

Команда исследователей из Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Принстонского университета и Университета штата Вашингтон разработала новый метод осаждения окислов металлов и металлических наночастиц на графен и формирования стабильного тройного соединения металл-металл окисел-графен для применений в электрокатализе.

Уникальный тройная структура платина-окисел индия олова (Pt-ITO), полученная этим методом, дает в результате более стойкий катализатор для топливных ячеек. При этом катализатор не только более устойчив, но и электрохимически более активен. Исследователи уверены, что результаты помогут улучшить конструкцию топливных ячеек.

Топливные ячейки используют химическую реакцию между кислородом и водородом для получения электрического тока, давая в результате воду и тепло. Основным элементом топливной ячейки является химический катализатор – обычно металл, такой как платина – наносимый на носитель, который часто изготавливается из углерода. Хороший носитель распределяет платину равномерно по своей поверхности, чтобы площадь соприкосновения с молекулами газа была максимальной. Носитель также электропроводен.

В разработках в качестве носителя наиболее часто используется сажа, но атомы платины стремятся к кластеризации на таком углероде. Вдобавок вода может разрушить углеродный слой. Носитель можно изготавливать из окислов металла. Но если окислы металлов выигрывают в стабильности и в равномерности распределения катализатора, то они проигрывают в проводимости и легкости синтеза. Ряд исследователей начали изучать свойства окислов металла в соединении с углеродными материалами, чтобы использовать преимущества обоих.

Графен, по мнению ученых, очень привлекательный в качестве углеродного носителя. Он имеет пористую структуру, электропроводен и предоставляет большую рабочую поверхность для атомов платины.

В своих исследованиях команда сначала кристаллизовала наночастицы окисла индия олова (ITO) на специально подготовленном графене. Затем они добавили наночастицы платины к полученному образцу и протестировали материал.

Материал изучался под микроскопами с высоким разрешением. Результаты показали, что без ITO атомы платины кластеризуются на поверхности графена. Но при наличии ITO платина хорошо распределяется по поверхности. Полученные снимки также показали, что платина вклинивалась между наночастицами и поверхностью графена.

Чтобы проверить стабильность такой компоновки, команда провела теоретические вычисления молекулярного взаимодействия между графеном, платиной и ITO. Они показали, что тройка была более стабильна, чем соединение только окисла металла с графеном или только катализатора с графеном.

Электрохимический тест показал, что работа платины с носителем ITO-графен особенно длительна. Наконец, команда проверила, как долго новый материал остается в рабочем состоянии. После процедуры искусственного старения, трехсоставной материал показал время жизни в три раза большее, чем один катализатор на графене, и в два раза большее, чем традиционно используемый активированный углерод.

Теперь исследователи инкорпорируют полученный материал в экспериментальные топливные ячейки, чтобы определить, как хорошо он работает в реальных условиях.

Комбинация наночастиц и графена дает более стабильный катализатор для топливных ячеек

Наночастицы окисла индия олова (зеленые и красные) охватывают наночастицы платины (синие) на поверхности графена (черные соты)

+55
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 
 
IDC
Реклама

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT