Учёные из Делавэрского университета (США) нашли возможность более эффективного использования катализатора — платины — в процессе электролиза воды.

Получение водорода путём электролиза воды требует катодного катализатора, которым обычно становится платина. Поскольку один грамм этого металла стоит более 50 долларов, химики пытаются расходовать его максимально экономно; один из очевидных способов экономии — создание тонкого слоя платины на недорогой подложке.

Часто атомы благородного металла проникают слишком глубоко в структуру подложки и теряют возможность участвовать в реакции. Кроме того, взаимодействие с атомами нижележащего материала и образование связей могут отрицательно сказываться на каталитических свойствах платины.

Рис. 1. Слой атомов платины на карбиде вольфрама. Углерод показан в виде синих, а вольфрам — маленьких серых сфер. (Иллюстрация из журнала Angewandte Chemie International Edition).

Авторы попробовали решить эти проблемы, используя в качестве подложки карбид вольфрама — относительно недорогой материал, по своим характеристикам напоминающий платину. Тонкие слои карбида они расположили на вольфрамовом основании, а сверху, путём осаждения из паровой фазы, создали монослой платины. Как показали эксперименты, свойства такого монослоя не слишком сильно отличаются от свойств «обычного» катализатора.

Карбид вольфрама — идеальная подложка для платины, — резюмирует участник исследования Цзингуан Чэнь (Jingguang Chen). — Я думаю, его можно использовать не только при электролизе воды, но и в других процессах, катализируемых ею».

Результаты исследований опубликованы в статье:

Daniel V. Esposito, Sean T. Hunt, Alan L. Stottlemyer, Dr. Kevin D. Dobson, Brian E. McCandless, Prof. Dr. Robert W. Birkmire, Prof. Dr. Jingguang G. Chen Low-Cost Hydrogen-Evolution Catalysts Based on Monolayer Platinum on Tungsten Monocarbide Substrates – Angewandte Chemie International Edition. – DOI: 10.1002/anie.201004718, Published 30 SEP 2010.

По материалам: