«Ешь свой шпинат» - распространенный рефрен из детства многих людей. Шпинат, сытный зеленый овощ, полный питательных веществ, не только обеспечивает человека энергией. Согласно новому докладу исследователей из Департамента химии Австралии, он также может помочь в питании топливных элементов. Шпинат, превращенный из листовой съедобной формы в углеродные нанолисты, действует как катализатор реакции восстановления кислорода в топливных элементах и ??металл-воздушных батареях, сообщает портал mzhost.ru.
Реакция восстановления кислорода - это одна из двух реакций в топливных элементах и ??металл-воздушных батареях, обычно более медленная и ограничивающая выход энергии этих устройств. Исследователям давно известно, что определенные углеродные материалы могут катализировать реакцию. Но эти катализаторы на основе углерода не всегда работают так же хорошо или лучше, чем традиционные катализаторы на основе платины. Исследователи из AU хотели найти недорогой и менее токсичный метод приготовления эффективного катализатора с использованием легкодоступных природных ресурсов. Они решили эту проблему, используя шпинат.
«Эта работа предполагает, что устойчивые катализаторы могут быть созданы для реакции восстановления кислорода из природных ресурсов», - сказал профессор Шужонг Цзоу, профессор химии в Австралийском университете и ведущий автор статьи. «Испытанный нами метод позволяет производить высокоактивные катализаторы на основе углерода из шпината, который представляет собой возобновляемую биомассу. Фактически, мы считаем, что он превосходит коммерческие платиновые катализаторы как по активности, так и по стабильности. Катализаторы потенциально применимы в водородных топливных элементах и ??металлических -воздушные аккумуляторы ". Соавторами статьи являются бывшие аспиранты Цзоу Сяоцзюнь Лю и Вэньюэ Ли и студентка Кейси Калхейн.
Катализаторы ускоряют реакцию восстановления кислорода для выработки достаточного тока и энергии. Среди практических приложений для исследований - топливные элементы и металл-воздушные батареи, которые используются в электромобилях и военном снаряжении. Исследователи добиваются успехов в лаборатории и в создании прототипов катализаторов, полученных из растений или растительных продуктов, таких как трава рогоза или рис. Работа Цзоу - первая демонстрация использования шпината в качестве материала для приготовления катализаторов реакции восстановления кислорода. Шпинат - хороший кандидат для этой работы, потому что он выживает при низких температурах, его много, его легко выращивать, а также он богат железом и азотом, которые необходимы для этого типа катализатора.
Цзоу и его ученики создали и протестировали катализаторы, представляющие собой углеродные нанолисты из шпината. Углеродные нанолисты похожи на лист бумаги с толщиной в нанометровом масштабе, в тысячу раз тоньше, чем кусок человеческого волоса. Для создания нанолистов исследователи подвергли шпинат многоступенчатому процессу, который включал в себя как низкотехнологичные, так и высокотехнологичные методы, в том числе промывку, приготовление сока и сублимационную сушку шпината, вручную измельчая его до мелкого порошка с помощью ступки и пестика. и "легирование" полученного углеродного нанолиста дополнительным азотом для улучшения его характеристик. Измерения показали, что катализаторы на основе шпината работают лучше, чем катализаторы на основе платины, которые могут быть дорогими и со временем терять свою эффективность.
Следующим шагом для исследователей является внедрение катализаторов из лабораторного моделирования в прототипы устройств, таких как водородные топливные элементы, чтобы увидеть, как они работают, и разработать катализаторы с других заводов. Zou также хотела бы повысить экологичность за счет снижения энергопотребления, необходимого для этого процесса.
Предыдущая статья
Следущая статья
Вернуться
