На сегодняшний день огромное внимание научной общественности приковано к созданию водородных «хранилищ» на основе металлических наночастиц, благодаря тому, что сорбционные свойства сильно зависят от электронного состояния атомов металла, а в нанодисперсном состоянии они разительно отличаются от свойств объёмного материала. Так, в ряде работ было показано, что платина в наноразмерном состоянии проявляет высокую способность сорбировать водород, тогда как наночастицы палладия ухудшают свои сорбционные свойства.

Рис.1. TEM-изображения полученных наночастиц (a) Pd и (b) Pd/Pt

Недавно были синтезированы наночастицы ядро-оболочка на основе платины и палладия (рис.1) и изучены их сорбционные свойства. Как оказалось, в количественном отношении полученный материал аналогичен объёмному палладию (рис.2), однако имеется ряд отличий. Исходя из данных РФА, зависимости параметров решётки от давления (рис.3) и измерения абсорбции дейтерия с помощью ЯМР (рис.4) было предположено, что водород сорбируется в основном на границе ядра и оболочки без увеличения параметров решётки (рис.5), что совершенно отличается от чистого палладия.

Рис.2. Изотерма давление-состав для наночастиц Pd (синяя линия) и Pd/Pt (красная линия)

Рис.3. РФА полученных порошков наночастиц (a) Pd и (b) Pd/Pt при сорбции/десорбции водорода при 303K. © Изменение параметров решётки наночастиц палладия(чёрная линия: закрашенные точки – сорбция, незакрашенные – десорбция) и Pd/Pt (красная линия – палладий, синяя линия – платина)

Рис.4. ЯМР спектр сорбированного дейтерия для наночастиц (a) Pd/Pt, (b) Pt и ©Pd, полученный при давлении дейтерия 86.7 кПа и температуре 303К, и (d) ЯМР спектр дейтерия при температуре 303К

По всей видимости, данные результаты свидетельствуют о том, что связывание в интерфейсной области между двумя слоями играет существенную роль при образовании гидридной фазы наночастиц Pt/Pd. Вероятно, что исследование подобного рода эффектов позволит создать целый ряд новых материалов для хранения водорода с высокой ёмкостью.

Рис.5. Изображение наночастицы Pd/Pt (зелёным обозначены молекулы H2)