Ученые из Российского университета дружбы народов разработали новый метод изготовления пористого углеродного материала на основе китайской муки и воды. получившаяся структура продемонстрировала высокую электрокаталитическую активность при синтезе водорода – экологически дружественного источника энергии.

Выводы исследования представлены в Electrochimica Acta, сообщает eurekalert.org. Электрокаталитическое производство водорода – перспективный способ генерирования экологичной энергии. В этих реакциях катализаторами являются электроды из платины или других ценных металлов. Ученые пытаются найти им более дешевую замену. За последние 5 лет они предложили около 20 альтернативных электрокатализаторов на основе разных металлов и углерода. Вместе с коллегами из Китая, Рафаэль Луке, приглашенный преподаватель в РУДН, разработал новый метод получения углеродного материала для синтеза водорода.

Новый катализатор основан на ферментированной муке, используемой для определенного типа китайского хлеба. Она сделана из зерна и содержит 1% дрожжей. Ученые придумали рецепт «готовки» материала: смесь муки и дистиллированной воды тонким слоем наносится на тефлоновую поверхность и выдерживается 1 час при 80°С для закрепления формы. Затем структура нагревается в автоклаве до 350°С. Гидротермальная обработка обеспечивает прочность и высокую пористость образцов. В конце материал запекается в азотной среде при 700°С, 850°С и 1000°С. Химики использовали разные температуры в поиске оптимальных условий. Лучший результат был достигнут при 1000°С. Активность такого материала сохранялась неизменной минимум 11 часов.

В результате у них прочный получился пористый углерод, содержащий азот. Авторы сделали электрод из нового материала и провода из нержавеющей стали, использовав его для экспериментов в кислотной среде. Пористая, трехмерная структура обеспечила изделию каталитические свойства. Реагенты быстро проникали в отверстия и контактировали с большими поверхностями, что упрощало передачу электронов. По электрокаталитической активности материал значительно обгоняет углеродные аналоги, приближаясь к металлическим катализаторам.

«Производство материала из ферментированной муки с помощью гидротермальной обработки и пиролиза – экономически эффективный, экологичный и легкий метод, — сказал Луке. – Электрокаталитическая активность структуры значительно выше, чем у большинства неметаллических, углеродных катализаторов, заправленных гетероатомами. Это делает электроды из муки многообещающим продуктом для будущего промышленного использования».

Источник: pronedra.ru