Выяснилось, что шпинат увеличивает мощность топливных элементов

Катализаторы на основе шпината могут приводить в действие топливные элементы более эффективно, чем традиционные платиновые. К таким выводам пришли ученые из Американского университета в ходе экспериментов, сообщает журнал IEEE Spectrum.

Когда Шучжун Цзоу с группой исследователей химического факультета Американского университета решили попробовать использовать шпинат, чтобы улучшить характеристики топливных элементов, они удивились тому, насколько хорошо он работает. В своих экспериментах по проверке правильности концепции они использовали шпинат, купленный в местных супермаркетах, для изготовления богатого углеродом катализатора, который можно использовать в топливных элементах и ​​металл-воздушных батареях.

Шпинат использовался в качестве прекурсора для высокоэффективных катализаторов, необходимых для реакций восстановления кислорода (ORR) в топливных элементах. Традиционно для таких целей использовались катализаторы на основе платины. Однако она не только очень дорога и труднодоступна, но и при определенных условиях может привести химическому отравлению. Это и побудило ученых изучить углеродные катализаторы на основе биомассы.

Однако это оказалось не так просто. «Нам просто повезло выбрать шпинат, — признается Цзоу, — из-за высокого содержания в нем железа и азота».

Дзо и его команда, конечно же, не были первыми, кто открыл для себя электрохимические чудеса шпината, хотя в других исследованиях листовая зелень использовалась для других целей. Например, в исследовании 2014 года из шпината собирали активированный уголь для создания конденсаторных электродов, а в более поздней статье нанокомпозиты на основе шпината рассматривались в качестве фотокатализаторов. Шпинат, помимо того, что он богат железом и азотом (оба важны для реакций восстановления кислорода), легко доступен — его можно быстро выращивать, и он «определенно дешевле платины», — добавляет Цзоу.

Приготовление катализатора на основе шпината на первый взгляд подозрительно похоже на рецепт смузи: вымыть свежие листья, превратить в сок и высушить замораживанием. Этот лиофилизированный сок затем измельчают в порошок, к которому добавляют меламин в качестве катализатора азота. Также добавляются соли — хлорид натрия и хлорид калия — для создания пор, которые увеличивают площадь поверхности, доступную для реакций. 

Эффективный катализатор означает более быструю и эффективную реакцию. В случае топливных элементов это может увеличить выходную мощность батарей. Здесь помогает пористость нанолистов. Добавление солей помогает в создании крошечных отверстий, позволяющих кислороду проникать в материал, а не только на внешние поверхности. 

Другой фактор, который благоприятно расположил команду Американского университета к шпинату, заключался в том, что он является возобновляемым источником биомассы. Ученые надеются, их разработка, которую еще необходимо тестировать, поспособствует снижению углеродного следа.

Читать также

В черных дырах могут быть вселенные. Рассказываем о новом открытии

На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком

Ученые выяснили, почему дети являются самыми опасными переносчиками COVID-19

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука