Помните сравнительно недавний фильм "Марсианин"? Там главный герой Марк Уотни получал воду для своего марисанского огорода из, на минуточку, гидразина, добывая из него водород при помощи иридия. Оказывается, иридий - универсальный катализатор для получения водорода. И учёные это знают давно, правда гидразин здесь не при чём, это адски вонючая и токсичная жижа, вообще не понимаю, как марсианский Робинзон мог находится рядом со своей фазендой. Однако использовать иридий в электролизёре сложно из-за его нестабильности. Кажется, наметилось решение этой проблемы. Команда исследователей из HZB и HI-ERN создала библиотеку материалов, в которой систематически варьировалась концентрация оксидов иридия и титана.
Исследователи провели анализ отдельных сегментов образца на BESSY II в лаборатории EMIL и обнаружили, что присутствие оксидов титана значительно повышает стабильность иридиевого катализатора. Это означает, что добавление оксидов титана может способствовать сохранению каталитического эффекта иридия при электролизе воды.
Одним из вариантов хранения энергии солнца или ветра является производство "зеленой" энергии через электролиз воды. Водород, полученный в результате этого процесса, является чистым источником энергии, поскольку его сгорание не приводит к выбросу вредных веществ, а только к образованию воды. Иридий, как современный катализатор этой реакции, обладает высокой активностью, но его стабильность в кислой среде электролизера ограничена.
Профессор доктор Маркус Бэр из HZB отмечает, что исследователи хотели выяснить, можно ли улучшить стабильность катализатора путем добавления оксида титана в различных пропорциях. Они обнаружили, что оксид титана, хотя и не обладает каталитической активностью, очень стабилен. Проведенные исследования показали, что присутствие оксида титана положительно влияет на стабильность иридиевого катализатора без ущерба для его каталитического эффекта. Однако исследователи также стремились определить оптимальное соотношение смешивания этих материалов.
Изготовление образца было осуществлено командой профессора доктора Ольги Касьян в Институте возобновляемых источников энергии имени Гельмгольца в Эрланген-Нюрнберге (HI-ERN). Они использовали метод распыления титана и иридия с локально меняющимися составами, чтобы создать библиотеку тонкопленочных материалов, где содержание иридия варьировалось от 20% до 70%.
Используя методы рентгеновской спектроскопии, команда исследователей проанализировала изменения химической структуры в смешанных образцах оксида в зависимости от содержания иридия. Они обнаружили, что присутствие субоксидов титана оказывает положительное влияние на стабильность иридиевого катализатора.
Источник:
Марианна ван дер Мерве и др., Химические и электронные свойства смешанных катализаторов реакций выделения кислорода Ir-TiOx с повышенной стабильностью (Marianne van der Merwe et al, The Chemical and Electronic Properties of Stability-Enhanced, Mixed Ir-TiOx Oxygen Evolution Reaction Catalysts), ACS Catalysis (2023). DOI: 10.1021/acscatal.3c02948
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!