Российские ученые выяснили, что нанокатализаторы на основе платины и более доступных металлов можно значительно улучшить, изменяя состав и структуру ядра наночастиц и делая слой платины на их поверхности максимально тонким. Это повышает эффективность катализаторов и снижает расход драгоценного металла.
Старший научный сотрудник Центра технологий материалов «Сколтеха» Илья Чепкасов объяснил, что ядро наночастицы играет роль активного модулятора свойств платиновой оболочки. Изменяя химический состав и кристаллическую структуру ядра, можно управлять электронной структурой и реакционной способностью поверхности платины.
Платиновые катализаторы широко применяются для ускорения различных реакций, включая производство водорода. Высокий спрос на эти ускорители стимулирует поиск альтернатив платине и разработку технологий, которые позволяют снизить ее расход.
Особое внимание ученые уделяют созданию двухслойных наночастиц с ядром из более дешевых металлов или их сплавов и оболочкой из платины. Российские исследователи изучили, как структура и химический состав ядра влияют на каталитические свойства наночастиц. Для этого они использовали компьютерное моделирование, позволяющее анализировать взаимодействие атомов на квантовом уровне.
В ходе исследования ученые выяснили, как присутствие различных металлов в ядре наночастиц, таких как серебро, золото, медь и иридий, влияет на каталитические свойства платиновой оболочки. Они также впервые детально изучили, как аморфная или кристаллическая структура ядра влияет на взаимодействие платины с другими молекулами.
Результаты расчетов показали, что состав и структура ядра наночастиц существенно влияют на электронные свойства платины и структуру ее атомной решетки, особенно в случае очень тонких слоев этого металла. Это позволяет настраивать катализаторы для решения конкретных задач, делая их более эффективными и снижая расход платины, заключили исследователи.
Источник: ТАСС
распечатать статью
