Репортаж от Wedoany，Южнокорейская исследовательская группа разработала новую стратегию проектирования катализаторов, которая, не изменяя химическую структуру самого катализатора, значительно повышает эффективность ключевых реакций в батареях и водородных топливных элементах за счёт регулировки окружающего электрического поля.
Исследование было проведено под руководством профессора Сын Чжуна Хвана из Пхоханского университета науки и технологии (POSTECH) и профессора Чжэюна Рю из Сеульского национального университета (Seoul National University). Традиционно для улучшения характеристик катализаторов требовалось изменение центрального металла (например, железа, кобальта или никеля) или перепроектирование окружающей молекулярной структуры (лигандов). Команда пошла другим путём, в основном сохраняя сам катализатор неизменным, но создавая локальное электрическое поле путём размещения рядом с ним положительно заряженных ионов (катионов), что влияет на путь реакции.
В центре исследования находится реакция восстановления кислорода (ORR) — ключевой электрохимический процесс для выработки электроэнергии в водородных топливных элементах и металл-воздушных батареях, эффективность которого напрямую связана с энергопотреблением устройств. Экспериментальные данные показывают, что после введения электрического поля доля целевого пути реакции значительно возросла с примерно 12% до 52%, что означает более высокую эффективность реакции и меньшие затраты энергии.
Профессор Сын Чжун Хван отметил, что это исследование демонстрирует возможность точного контроля характеристик реакции, не изменяя структуру самого катализатора, а лишь изменяя окружающее его электрическое поле. Исследовательская группа считает, что это открытие переключает внимание исследователей со структуры катализатора на его рабочую среду, открывая новое направление в каталитической инженерии.
Влияние этого метода может выйти за пределы области хранения энергии и водородной энергетики. Исследовательская группа предполагает, что тот же принцип может быть применён к катализаторам, используемым в процессах преобразования углекислого газа и экологически чистого производства водорода. Если эту стратегию удастся масштабировать и применить к различным каталитическим системам, это позволит повысить производительность множества технологий чистой энергии без необходимости разработки новых каталитических материалов. Результаты исследования были опубликованы в журнале Американского химического общества (Journal of the American Chemical Society).
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
