новости бизнеса
компании и предприятия
нефтехимические компании
продукция / логистика
торговый центр
ChemIndex
новости науки
работа для химиков
химические выставки
лабораторное оборудование
химические реактивы
расширенный поиск
каталог ресурсов
электронный справочник
авторефераты
форум химиков
подписка / опросы
проекты / о нас


контакты
поиск
   

Новости химической науки > Один катализатор ускоряет и окисление, и восстановление воды


18.8.2012
средняя оценка статьи - 5 (4 оценок) Подписаться на RSS

Исследователи из Европы разработали кобальтовосодержащий катализатор, способный к выделению водорода из воды в результате простого электрохимического процесса с низкими потенциалами перенапряжения; бонусом катализатора является его способность окислять воду с выделением кислорода после установления анодного равновесия.

Электро- или фотолитическое расщепление вводы с выделением водорода могло бы решить проблему недостатка ископаемого топлива и развития водородной энергетики, однако существует лишь небольшое количество катализаторов, способных к электрохимическому расщеплению воды. Винсент Артеро (Vincent Artero) из Университета Гренобля разработал ряд комплексов, способных решать задачу выделения водорода из воды, однако Артеро с коллегами оставалось решить одну проблему – нанесение катализаторов на электроды.



Изображение модифицированных электродов, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. (Рисунок из Nature Materials, 2012, doi:10.1038/nmat3385)

Исследователям из группы Артеро удалось разработать новый подход – электроосаждение из раствора гексагидрата нитрата кобальта(II) в буферном растворе и фосфата калия на легированный фторид-ионами электрод из оксида олова. Разработанная методика позволяет получить на электроде поверхность из наночастиц металлического кобальта, покрытых слоем оксо-гидроксофосфата кобальта.

Когда в паре с полученным электродом работает хлорсеребряный электрод, а электролитом является водный раствор нитрата кобальта(II), газообразный водород выделяется при перенапряжении не более 50 мВ, что гораздо ниже перенапряжения, чем перенапряжение для выделения водорода, описанное дл других кобальтосодержащих катализаторов. Важным моментом является то обстоятельство, что тот же самый электрод, работая при потенциале +1.16 В относительно того же хлорсеребряного электрода, способствует выделению кислорода из воды. Это становится возможным благодаря тому, что строение катализатора меняется в зависимости от того, каков потенциал электрода – положительный или отрицательный.

Спектральные исследования показали, что слои кобальта работают подобно катализатору – двуликому Янусу, принимая различную структуру на одном и том же электроде. При положительном потенциале около 50% исходного кобальтового покрытия превращается в оксид кобальта за счет быстрых редокс-зависимых процессов, которые являются полностью обратимыми, при этом не происходит потеря активности. Обнаруженные свойства являются первым примером того, что такие свойства проявляет не благородный металл, возможно, что такие свойства обусловлены тем, что материал электрода находится в состоянии равновесия с ионами металла в растворе.

Артеро отмечает, что перспективы для коммерциализации нового катализатора весьма высоки, хотя еще необходимо разработать прибор для применения этого катализатора. Однако стоимость предложенной техники электроосаждения весьма невелика и успешно может конкурировать с существующими методами нанесения пленок металлов на поверхность, такими как напыление, а также, по словам Артеро, цена кобальта гораздо меньше цены благородных металлов, применяющихся в электрокатализе.

Источник: Nature Materials, 2012, doi:10.1038/nmat3385

метки статьи: #кинетика и катализ, #нанотехнологии, #неорганическая химия, #физическая химия, #химия поверхности

оценить статью: 12345
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru
Комментарии к статье:
Ваше имя
Ваш e-mail, чтобы следить за обсуждением
   
Комментарий

Символ пятого P-элемента в табл. Менделеева
(латиницей, одной заглавной буквой):
   
 


Вы читаете текст статьи "Один катализатор ускоряет и окисление, и восстановление воды"
Перепечатка статьи разрешается при условии размещения активной гиперссылки на ChemPort.Ru

Все новости



Новости компаний

Все новости


© ChemPort.Ru, MMII-MMXX
Контактная информация