Промышленность получит «на орехи»
Российские учёные разрабатывают методы снижения расхода драгметаллов для производства катализаторов
Нанокристалл со структурой ядро-оболочка на любом схематичном рисунке чем-то отдалённо напоминает лесной орех: тонкая скорлупа-оболочка, внутри - пресловутое ядро. В реальности разглядеть такую композитную частицу, которая может состоять из тонкого слоя драгоценного металла, осаждённого на поверхность другого металла, нельзя не только невооружённым глазом, но и трудно с помощью исследовательского оборудования: подобные структуры пока штучные и несовершенные. И всё же многие научные институты по всему миру параллельно изучают эти новые структуры, поскольку их перспективы очевидны: оболочки из тонкого слоя платины, палладия или рутения позволяют уменьшить общее содержание драгоценных металлов в катализаторах и, соответственно, удешевить их применение.
Чем тоньше слой - тем сильнее каталитические эффекты, которые происходят благодаря влиянию металла-ядра на электронную структуру оболочки - так предполагают российские учёные из Института кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН и Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН. Они не первый год занимаются электронно-микроскопическими исследованиями формирования структуры типа «ядро-оболочка» для каталитических систем. Своё внимание они сосредоточили на платиновой оболочке:
малое содержание платины в катализаторах и её высокая активность в реакциях окисления органических соединений подойдёт для использования в топливных элементах, для которых высокая скорость электродных реакций крайне важна.
Одному из этапов работы, поддержанному грантом РФФИ, учёные посвятили публикацию в журнале «Электрохимия» («Pt/Pd/C-катализатор с ультрамалым количеством платины для реакции восстановления кислорода», журнал «Электрохимия», №3, 2014).
«Мы работаем в соавторстве с Институтом физической химии и электрохимии, - рассказала Виктория Жигалина, молодой учёный и сотрудник лаборатории электронной микроскопии в Институте кристаллографии РАН. - Они получают нанокомпозиты, измеряют свойства, а мы методами аналитической электронной микроскопии исследуем сами структуры: как они образованы, какие у них дефекты, каково взаимодействие составляющих нанокомпозита». Такие нанокомпозиты ещё не применялись в промышленности в России, но очень интересны для энергетики - в качестве части слоёв топливных элементов. «Сейчас это очень популярная тема, - говорит Виктория. - Мы побывали на Всемирном конгрессе по микроскопии, где также были представлены исследования на тему каталитических слоёв и усовершенствования элементов топливных ячеек».
Далее о методах снижения расхода драгметаллов читайте здесь