Найден способ повысить эффективность электрокаталитических реакций

Химики из Китая и США разработали более эффективный и стабильный метод проведения электрокаталитических реакций. Статья с результатами работы опубликована в журнале CCS Chemistry.

Для проведения некоторых реакций используется электрокатализ. Этот метод заключается в одновременном использовании катализатора — вещества, ускоряющего течение химического процесса, — и проведении через реакционную среду электрического тока. Обычно в таком случае катализатором выступает либо сам металл электрода, либо нанесенные на него частицы определенного соединения. Но из-за постоянного воздействия электрического тока структура каталитических материалов может меняться, в результате чего страдают их физико-химические свойства.

Команда ученых из Северо-Западного университета (США) и Университета электронных наук и технологий Китая смогла создать такую систему, в которой частицы катализатора находятся внутри раствора и испытывают механический стресс только при случайном столкновении с электродами. Согласно экспериментам, новая установка позволяет продлить срок службы катализаторов и электродов, а также обладает высокой эффективностью.

Чтобы внедрить частицы катализатора в жидкую среду, ученые использовали процесс под названием псевдоожижение. Обеспечив постоянное вращение в среде, авторы смогли добиться высокой скорости массообмена и взаимодействия между катализатором и реагентами.

Методику проверили на широко известном катализаторе платина-углерод Pt/C. Он может ускорять реакции выделения кислорода и водорода, а также окисления метанола. Эти три электрохимические реакции, катализируемые Pt/C, обычно страдают от сильного спада производительности, но их эффективность и стабильность удалось увеличить с помощью нового метода электрокатализа.

Теперь исследователи планируют определить, какие типы реакций можно ускорять с помощью созданного ими способа, а какие для этого не подходят. Разработанная учеными технология может привести к улучшению процессов электрохимического синтеза, которые играют важную роль в создании целого класса промышленно важных соединений. Кроме того, новая методика может позволить сделать производство более экологичным, снизив энергетические и ресурсные затраты.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.