503
Один і той самий срібний нанокаталізатор може виконувати головну хімічну роботу в різних місцях залежно від режиму енергетичного пристрою. Дослідники Seoul National University та їхні колеги показали, що під час виробництва електрики ключовою стає межа між срібною частинкою та електродом, а під час виробництва водню — поверхня самої срібної наночастинки.
Робота стосується твердотільних оксидних елементів. Такі пристрої можуть працювати у двох напрямках: генерувати електрику або, навпаки, використовувати електрику для виробництва водню.
Швидкість кисневих реакцій на повітряному електроді критично впливає на ефективність і довговічність системи. Металеві наночастинки давно використовують для прискорення цих реакцій, але було незрозуміло, де саме відбувається головна каталітична робота.
Срібло виявилося найактивнішим із перевірених металів
Команда створила модельний електрод із точно контрольованою структурою. На тонку плівку перовскітного оксиду наносили наночастинки срібла, кобальту, паладію та платини з відомими розмірами й відстанями між ними.
Срібло дало найсильніше покращення реакцій. Далі дослідники змінювали розмір і розташування саме срібних частинок.
Під час реакції відновлення кисню, яка відбувається у режимі виробництва електрики, швидкість зростала разом із довжиною межі контакту між сріблом і електродом. Це вказало, що активний центр розташований саме на інтерфейсі.
У режимі виділення кисню, пов’язаному з виробництвом водню, картина змінилася. Швидкість реакції залежала вже від площі поверхні самих наночастинок. Отже, головний активний центр перемістився на срібло.
Синхротронний аналіз і атомні розрахунки допомогли пояснити механізм. Автори вважають, що цей результат дозволить окремо оптимізувати поверхню наночастинки та межу її контакту з електродом.
