Ученые разработали новый каталитический материал с улучшенной эффективностью

Сотрудники Эймской лаборатории университета штата Айдахо открыли метод разработки меньших по размеру и более эффективных интерметаллических наночастиц для топливных ячеек.

Одним из достоинств разработки, представленной в Journal of the American Chemical Society, является сокращение расхода дорогостоящего ценного металла. Авторам удалось преодолеть проблемы изготовления наночастиц из цинка и платины с упорядоченной структурой решетки, лучше работающих в малых размерах при наивысшем соотношении химически реактивной поверхности и объема.

Обычно достичь нужным параметров мешают высокие температуры, необходимые для производства таких структур.

«Подобные условия способствуют объединению частиц, что снижает их реактивность, — отметил Венью Хуанг, доцент химии университета штата Айова. – То есть этапы, необходимые для их производства, одновременно способны ухудшить химические характеристики структур».

Чтобы решить проблему, команда исследователей сначала использовала углеродные нанотрубки в качестве поддержки частиц PtZn. Затем их покрыли мезопористой кремниевой оболочки для создания интерметаллических структур. После нагрева внешний слой был удален химическим травлением. В результате были получены наночастицы, размером 3,2 нм с двукратным увеличением каталитической активности на участок поверхности. Коме того, они в 10 раз превосходили по этому параметру более крупные структуры с аналогичным содержанием платины.

Открытие было сделано благодаря мощностям нового сканирующего электронного микроскопа Titan.

«Возможность видеть распределение материала на атомном уровне значительно помогла работе лаборатории, — отметил Линь Чжоу. – Основываясь на наших результатах и предположениях, ученые-изготовители могут улучшить свойства материала и дать нам новые сведения для теоретической части».