Группа исследователей из Университета Аалто во главе с профессорами Таней Каллио и Кари Лаасонен разработала метод производства электрокатализаторов, в котором используется только сотая часть количества платины, обычно используемой в коммерческих продуктах. Активность, достигаемая с использованием нового материала, аналогична активности коммерческих электрокатализаторов.
Метод основан на особых характеристиках углеродных нанотрубок.
«Когда платина электроосаждена на поверхности углеродных нанотрубок, она образует частицы, состоящие из пары атомов. На других материалах, таких как графен, платина образует более крупные наночастицы », – объясняет Таня Каллио.
«Мы считаем, что это связано с тем, что атомы углерода искривленной поверхности находятся в напряженном состоянии, что делает их склонными к стабилизации платины на поверхности нанотрубки.
Это гарантирует, что атомы платины образуют маленькие и каталитически активные частицы. Наше моделирование показало, что чем сильнее натянуты углеродные связи, тем лучше стабилизация платины. Трубки меньшего размера более изогнуты, что увеличивает деформацию, поэтому диаметр нанотрубок также важен.’
Треть цены
Электролизеры хранят электрическую энергию в виде энергии водородной связи. На практике этот механизм используется для хранения колеблющейся энергии, например энергии ветра, и уравновешивания разницы между спросом и производством. Поскольку стоимость электрокатализатора составляет примерно треть стоимости электролизера, уменьшение количества необходимой платины сделало бы процесс значительно дешевле.
«Помимо цены на платину, доступность металла также является проблемой.
Платина входит в список важнейшего сырья ЕС, что означает, что ее использование проблематично либо из-за ее дефицита, либо из-за геополитических проблем. Вот почему ЕС стремится сократить использование платины », – говорит Каллио и подчеркивает, что до сих пор функциональность электрокатализатора, разработанного в Университете Аалто, была подтверждена только в лабораторных условиях.
‘В малых масштабах и при комнатной температуре электрокатализатор стабилен и может использоваться в течение длительного времени. Следующим шагом является увеличение масштабов производства и проверка функциональности электрокатализатора в практических приложениях, которые часто выполняются при более высоких температурах.’
Результаты исследования только что опубликованы в научном журнале ACS Catalysis.