Новые материалы для водородной энергетики создают учёные ЮФУ

В 2021 году сотрудники лаборатории «Наноструктурные материалы для электрохимической энергетики» опубликовали в авторитетных международных журналах серию статей, посвященных созданию нанокатализаторов для устройств водородной энергетики. Ими получены принципиально новые результаты.

Работы, опубликованные в журналах Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Beilstein Journal of Nanotechnology, Colloid and Interface Science Communications и Journal of Applied Electrochemistry, посвящены изучению закономерностей протекания реакций, приводящих к формированию наночастиц платины, и поиску способов управления морфологией наноструктурных платиноуглеродных катализаторов – важного компонента новой водородной энергетики.

Учёным ЮФУ удалось разработать оригинальный подход, в рамках которого анализ изменения цвета реакционной среды был «превращен» в инструмент наблюдения за ходом превращения химического соединения в наночастицы металлической платины.

«Понять закономерности процесса - означает найти ключ к управлению им! В результате направленного воздействия на реакционную среду или модификации углеродного носителя, получены новые платиноуглеродные катализаторы, содержащие ультрамалые наночастицы платины размером около двух нанометров. Важно, что нам удалось найти сравнительно простые способы воздействия, продемонстрировавшие высокую эффективность. Это означает, что такие способы могут найти использование в реальном, а не только «пробирочном» производстве», – рассказал главный научный сотрудник Химического факультета ЮФУ Владимир Гутерман.

Разработка способа визуализации процесса синтеза наноматериалов позволила понять роль основных факторов, влияющих на протекание химических реакций и микроструктуру наноматериалов.

Ранее считалось, что катализаторы с маленькими наночастицами малоактивны и недостаточно стабильны в процессе эксплуатации. В данном случае получен принципиально важный результат: катализаторы превзошли коммерческие аналоги.

«Исследование открывает новые возможности по снижению количества дорогостоящей платины в мембранно-электродных блоках водородо-воздушных топливных элементах», – подчеркнул Владимир Гутерман.

На сегодняшний день на базе научно-исследовательской лаборатории «Новые материалы для электрохимической энергетики» выполняются исследования в рамках базовой части Госзадания РФ, двух грантов РНФ, четырёх грантов РФФИ и двух грантов УМНИК. 12 из 13 сотрудников лаборатории – молодые учёные. За 10 месяцев 2021 года ими опубликовано 11 статей в авторитетных международных научных изданиях, индексируемых в б/д Scopus и Web of Science.