Aerogély z ušľachtilého kovu umožnené zmrazením viacstupňových štruktúrovaných materiálov na elektrokatalýzu a
- Hlavné menu
- Fakulta
- Štúdie
- Výskum
- Postgraduál
- vtipálek
- Fakulta
- Umiestnenie a kontakt
- administratíva
- Výskumné oblasti a stoličky
- Výbor a zástupcovia
- Absolventi
- Jednotky
- Historická zbierka farbív
- Budovy
- IT služby
- A - Z
- Novinky
- Novinky
- Aerogély z ušľachtilých kovov umožnené zmrazením: Štruktúrované materiály viacerých stupňov pre elektrokatalýzu a fotoelektrokatalýzu
Drážďanskí chemici vytvorili novú metódu zmrazenia a roztopenia pomocou samoliečiacich vlastností gélov z ušľachtilých kovov a efektu šablóny ľadu.
Chemici TU Dresden vyvinuli metódu zmrazenia a roztopenia, ktorá je schopná syntetizovať rôzne aerogély z ušľachtilého kovu (NMA) s čistými povrchmi a viacstupňovou štruktúrou. Na základe ich hierarchických štruktúr a jedinečných optických vlastností sa našiel vynikajúci výkon pri elektrooxidácii etanolu. Výskum poskytuje nové nápady týkajúce sa návrhu rôznych gélových alebo penových materiálov pre vysokovýkonnú elektrokatalýzu a fotoelektrokatalýzu.
Schematické znázornenie metódy zmrazenia a roztopenia.
Ako nová trieda poréznych materiálov priťahovali aerogély z ušľachtilých kovov (NMA) obrovskú pozornosť vďaka svojim kombinovaným vlastnostiam vrátane svojpomocných architektúr, vysokých povrchových plôch a mnohých opticky a katalyticky aktívnych miest, ktoré umožňujú ich pôsobivý výkon v rôznych oblastiach. Súčasné výrobné metódy však trpia dlhými výrobnými obdobiami, nevyhnutnými nečistotami a nekontrolovanými viacúrovňovými štruktúrami, ktoré odrádzajú od ich základných a aplikačne orientovaných štúdií.
DR. Ran Du z Číny je vedeckým pracovníkom Alexandra von Humboldta na TU Dresden od roku 2017. V spolupráci s drážďanskými chemikmi Dr. Jan-Ole Joswig a profesor Alexander Eychmüller, nedávno vyvinuli novú metódu zmrazenia a roztopenia, ktorá je schopná získať rôzne viacúrovňové štruktúrované aerogély ušľachtilého kovu ako vynikajúce fotoelektrokatalyzátory pre elektrooxidáciu etanolu, čo podporuje aplikáciu palivových článkov. Ich práca bola teraz publikovaná ako titulný príbeh v prestížnom časopise Angewandte Chemie International Edition.
Ran Du a jeho tím našli vo svojich predchádzajúcich prácach neobvyklé samoliečebné vlastnosti gélov z ušľachtilého kovu. Inšpirovaný touto skutočnosťou bola vyvinutá metóda zmrazenia a roztopenia ako prístup bez prísad na priamu destabilizáciu rôznych roztokov zriedených kovových nanočastíc (koncentrácia 0,2 - 0,5 mM). Po zmrazení sa vytvorili veľké agregáty v dôsledku zosilnených účinkov solenia, ktoré vznikli dramaticky zvýšenou lokálnou koncentráciou rozpustenej látky; Medzitým boli tvarované v mikrometrickom meradle ľadovými kryštálmi vytvorenými in situ. Po rozmrazení sa agregáty usadili a zhromaždili na monolitické hydrogély v dôsledku svojich samoliečebných vlastností. Získali sa vyčistené a vysušené čisté hydrogély a zodpovedajúce aerogély.
Snímky transmisnej elektrónovej mikroskopie rôznych hierarchicky štruktúrovaných NMA.
Vďaka hierarchicky pórovitým štruktúram, čistote a kombinovaným katalytickým/optickým vlastnostiam sa zistilo, že výsledné aerogély zlata a paládia (Au-Pd) vykazujú pôsobivý svetelne fotoelektrokatalytický výkon a poskytujú prúdovú hustotu až 6,5-krát vyššiu ako je to v prípade komerčného paládia na uhlí (Pd/C) pre oxidačnú reakciu etanolu.
„Súčasná práca poskytuje nový nápad na vytvorenie čistých a hierarchicky štruktúrovaných gélových materiálov priamo zo zriedených roztokov prekurzorov a mala by sa prispôsobiť rôznym materiálovým systémom, aby sa zlepšil aplikačný výkon pri katalýze aj mimo nej,“ predpokladá chemik Ran Du.
Pôvodná publikácia:
Du, R., Joswig, J.-O., Hübner, R., Zhou, L., Wei, W., Hu, Y., Eychmüller, A. (2020). Výroba čistých a hierarchicky štruktúrovaných gélov z ušľachtilého kovu pre elektrokatalýzu a fotoelektrokatalýzu podporovaná zmrazením a rozmrazením. Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10,1002/anie.201916484.