Прорывной катализатор на основе железа облегчит получение водорода
Окисление воды играет важную роль в технологиях возобновляемой энергии, особенно в производстве водорода и искусственном фотосинтезе. Однако воспроизведение эффективности и стабильности природных фотосинтетических систем в искусственных каталитических установках — особенно в водной среде — остается серьезной проблемой, https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250305135158.h... Science Daily. Катализаторы на основе редких и дорогих металлов, например, рутения, продемонстрировали высокую активность при окислении воды, но не подходят для крупномасштабного использования из-за высокой стоимости и ограниченной доступности.
Ради решения этой проблемы ученые из Научного института Токио разработали более устойчивый и дешевый катализатор из доступных металлов. Они синтезировали пятиядерный комплекс железа Fe5-PCz(ClO₄)₃ с каталитически активным участком рецептора на основе многоядерного комплекса и прекурсорными фрагментами для участков переноса заряда.
«При помощи электрохимической полимеризации этого многоядерного комплекса железа мы создаем материал на основе полимера, который усиливает электрокаталитическую активность и долгосрочную стабильность, - пояснила профессор Мио Кондо. – Этот подход сочетает преимущества природных систем с гибкостью искусственных катализаторов, прокладывая путь для устойчивых энергетических решений».
Результаты оказались весьма многообещающими. Полимерный материал достиг выхода тока на уровне 99% в водной среде. Другими словами, почти весь ток шел на реакцию выделения кислорода. Система также продемонстрировала превосходную надежность и скорость реакции по сравнению с соответствующими системами, а также улучшенный потенциал накопления энергии и улучшенную совместимость с электродами.
Высокая стабильность – ключевое преимущество для технологий производства водорода и накопления энергии – была отдельно подтверждена долгосрочными экспериментами.
Инженеры США https://hightech.plus/2024/11/28/novii-polimer-rastyagivaets... полимерную конструкцию, которая устраняет давний компромисс материаловедения — необходимость выбирать между жесткостью и растяжимостью. Новая структура, напоминающая ершик для бутылок, обеспечивает полимерам способность растягиваться в 40 раз без потери прочности.