Куркумин в 100 раз повысил энергоэффективность топливного элемента

Ученые открыли способ комбинирования куркумина, вещества из популярной специи, и наночастиц золота для создания электрода, которому нужно в сто раз меньше энергии для преобразования этилового спирта в электричество. Исследование опубликовано в журнале Nano Energy.

Химики из Университета Шри Сатья Саи в Индии и американского Университета Клемсона использовали наночастицы золота в качестве катализатора топливного элемента. Однако вместо традиционных металлоорганических каркасов, используемых для нанесения драгоценного металла на поверхность электрода, ученые применили куркумин. 

Исследователи отмечают, что благодаря уникальной структуре это вещество стабилизировало частицы золота размером около 2 нм, образуя вокруг них пористую сеть. По словам авторов работы, электролитическое осаждение требовало в сто раз более низкого тока, чем ранее.

Исследователи отмечают высокую стабильность (более 200 циклов электроокисления), легкость переноса электронов и высокую каталитическую активность разработанного ими топливного элемента. Кроме того, электрод продемонстрировал низкую энергию активации при электроокислении как этанола, так и метилового спиртов.

Ученые добавляют, что без покрытия из куркумина наночастицы золота укрупняются, сокращая площадь поверхности, подверженную химической реакции.

Без этого куркуминового покрытия производительность будет плохой. Нам нужно это покрытие, чтобы стабилизировать частицы и создать пористую среду вокруг них, после чего золото отлично справляется с окислением спирта.

Аппарао Рао, соавтор исследования, профессор физики и директор Института наноматериалов Университета Клемсона
Источник: Sai Prasad Nayak et al., Nano Energy

Топливные элементы генерируют электричество в результате химической реакции, а не сгорания. На сегодняшний день они используются во многих отраслях, например, в транспортных средствах, портативных электронных устройствах и системах резервного питания.

Водородные топливные элементы очень эффективны и не производят парниковых газов. Однако, как отмечают исследователи, производство водорода требует затрат энергии, средств и оказывает воздействие на окружающую среду. Кроме того, водород, используемый в топливных элементах, представляет собой сжатый газ, что создает проблемы при хранении и транспортировке. 

Одна из возможных альтернатив — использование спирта. Этанол, полученный из кукурузы или других сельскохозяйственных кормов, безопаснее и легче транспортировать, чем водород, потому что он жидкий. Для создания спиртовых топливных элементов, как правило, используется платина, подчеркивают ученые. Но она достаточно дорогая и подвергается сильному воздействию побочных продуктов химической реакции, таких как углекислый газ.

«Из всех катализаторов для окисления спирта в щелочной среде тот, который мы создали, является лучшим на сегодняшний день», — отмечает Рао.

Исследователи полагают, что у созданного ими метода могут быть и другие сферы применения, например, в качестве датчика или суперконденсатора. Сейчас ученые тестируют свой электрод для диагностики изменения уровня дофамина в моче.


Читать далее:

Белорусский физик работает над квантовым интернетом: это первый шаг к телепортации

Один из крупнейших шельфовых ледников разрушился из-за потоков воды

Стандартная модель физики уже не актуальна? Главное о новой работе ученых на коллайдере

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Вирус герпеса перестраивает геном человека, но есть способ его остановить
Наука
Разработаны роботы размером с игрушечную машинку для ремонта водопроводных труб
Новости
В Самаре запустили первый в России дата-центр, объединяющий майнинг и ИИ
Новости
Болезнь Паркинсона на ранней стадии определят по ушной сере
Наука
BI-стратегия компании: что она дает и как ее создать
Мнения
В Мариинке показали оперу, которую дописал искусственный интеллект
Новости
Открыт нейронный путь, который приводит к бессонице после перенесенного стресса
Наука
Китайский маглев установил рекорд: разогнался до 650 км/ч за семь секунд
Новости
Австралийские бабочки используют звезды для навигации в пространстве
Наука
Древний череп из Китая впервые позволил понять, как выглядели денисовцы
Наука
Открыта загадочная связь между уровнем кислорода и магнитным полем Земли
Космос
Альтернатива сжиганию: разработана технология переработки угля в высокотехнологичное сырье
Наука
Ракета Starship Илона Маска взорвалась на площадке при подготовке к испытаниям
Космос
TECNO MEGABOOK K15S: универсальный ноутбук для тех, кто работает, создает и отдыхает
Кейсы
Два китайских спутника встретились на орбите Земли
Космос
В Москве пройдет второй Международный технологический конгресс МТК-2025
Новости
Из перовскита создали датчик изображения, который улавливает в три раза больше света
Новости
ИИ научили предсказывать риск провала технологических новинок
Новости
Разработан нанопластырь с микроиглами, который может заменить биопсию
Наука
В глубинах Тихого океана обнаружили пауков, питающихся бактериями
Наука