Новости химической науки > топливные элементы: селективное окисление СО с помощью нанокристаллов золота

Новый катализатор, состоящий из нанокристаллов золота и подложки из оксида железа (III) может резко повысить эффективность электрических генераторов, совмещающих каталитический реактор с полимерной элетролитной топливной ячейкой.

В каталитическом реакторе органическое топливо, такое как метанол или углеводороды, служит источником водорода, который, в свою очередь, подвергается электрохимическому окислению, что приводит к образованию электрического тока и воды. Также в этот процесс могут быть включены диоксид углерода, вода и монооксид углерода - газ, отравляющий платиновый анод топливной ячейки.

«Нами показано, что золото, будучи тщательно подготовлено, может служить эффективным катализатором для преимущественного окисления СО в присутствии СО₂, водорода и воды, в условиях, приближенным к реальной топливной ячейке», - говорит Грэм Дж. Хатчингс, профессор химии в Кардиффском Университете (Уэльс), возглавивший группу исследователей, разработавших подобный катализатор [Chem. Commun., публикация в сети, dx.doi.org/10.1039/b505295p].

Окисление СО в присутствии избытка влажных Н₂ и СО₂ в условиях, соответствующих промышленным, без окисления водорода или регенерации СО из Н₂ и СО₂, как пишут авторы, было очень непростой задачей. До сегодняшнего дня такой результат можно было достичь лишь используя многоэтапный реактор.

профессор Хатчингс

Учёные получили катализатор Au/Fe₂O₃ соосаждением Au³⁺ и Fe₂O₃. Последующее прокаливание переводит катионы золота, катализирующие побочную реакцию восстановления водородом диоксида углерода до монооксида, в золото металлическое. Условия прокаливания оказывают сильное влияние на селективность полученного катализатора. Катализатор, прокаленный дважды – при 400°C и при 550°C – способен конвертировать более 99,5% монооксида углерода в присутствии влажных водорода и диоксида углерода при 80°C - рабочей температуре топливной ячейки.

«Такой непростой результат был достигнут впервые», - поясняет Хатчингс.

Источник: C&EN News