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
Кофе может снизить риск смертности, но только в одном случае
Наука
Этот ядерный двигатель поможет быстрее долететь до Марса: как он работает
Космос
Запуск Falcon 9 завершился успехом: что было на борту миссии
Космос
Прототип Boom Supersonic XB-1 приблизился к звуковому барьеру
Новости
Ученые заглянули внутрь нейтронных звезд, используя квантовую физику
Космос
Квантовые симуляторы: объяснение от ученого
Мнения
Источник в СМИ назвал возможную причину сбоя рунета
Новости
Мошенники начали выдавать себя за начальников в рабочих чатах: как это работает
Новости
Холодные атомы этого металла могут создавать новые состояния материи
Наука
Древние артефакты в Украине раскрыли тайны навигации викингов
Наука
Послушайте, как звучат вспышки на Солнце: данные собрал Solar Orbiter  
Космос
Тяжелый беспилотник на водородных топливных ячейках впервые испытали в Китае
Новости
Ученые создали катализатор, который нарушает законы физики
Наука
Физики обнаружили необычные магнитные свойства в трехслойном графене
Наука
Биоинженеры создали ДНК-робота, который может менять форму искусственной клетки
Наука
«Горы» на нейтронных звездах могут вызывать рябь в пространстве-времени
Космос
На телах древних мумий из Перу нашли сложные узоры татуировок
Наука
У черной дыры прячется белый карлик, движущийся с половиной скорости света
Космос
Стартап из России разрабатывает нанопротез для восстановления поврежденных нервов
Наука
Генетики разгадали секреты выживания устойчивой к антибиотикам бактерии
Наука