4642
Дослідники ізраїльського Техніону разом із колегами розробили недорогі каталізатори на основі синтетичного синього пігменту, які потенційно можуть частково замінити платину у водневих паливних елементах. Висока ціна платини залишається одним із головних факторів, що стримують здешевлення та масове впровадження паливних елементів у транспорті й енергетиці.
У паливному елементі водень реагує з киснем, утворюючи електричний струм і воду. Щоб реакції відбувалися достатньо швидко, потрібні каталізатори, і сьогодні найефективнішим матеріалом часто залишається платина. Проте цей метал рідкісний і дорогий, тому навіть невелике скорочення його використання може суттєво вплинути на економіку технології.
Команда звернула увагу на синтетичні сині пігменти з металокомплексною структурою. Подібні молекулярні каталізатори вивчали й раніше, але вони не забезпечували достатньої потужності та довговічності. У новій роботі дослідники синтезували два типи пігментів і нанесли їх на вуглецеву основу.
Спектроскопія та електронна мікроскопія підтвердили структуру нового каталізатора на атомному рівні. Найкращий матеріал, який отримав позначення AZ-FO-30, показав пікову щільність потужності 902 мілівати на квадратний сантиметр — рекордний показник для каталізаторів цього класу.
Матеріал також продемонстрував відносно високу стабільність: він пропрацював 35 годин під значним навантаженням із мінімальною деградацією. Теоретичні розрахунки показали, що збільшення кількості азоту в структурі скорочує відстань між залізом і киснем в активному центрі, посилюючи взаємодію та ефективність реакції.
Розробка поки не означає повної відмови від платини у комерційних паливних елементах. Для цього потрібно довести довготривалу стабільність, масштабованість виробництва та конкурентну ефективність у реальних системах. Проте робота показує, що точний молекулярний дизайн дешевих пігментів може поступово скорочувати технологічний розрив із дорогоцінними металами.
https://www.newsru.co.il/science_hitech/1oct2026/blue_pigments.html
