Ученые разгадали механизм работы «катализа против коррозии»

Исследователи из Университета Питтсбурга, Университета Дрекселя и Брукхейвенской национальной лаборатории изучают электрохимическое производство озона (EOP), чтобы создать устойчивую альтернативу дезинфекции воды на основе хлора.

Ученые разгадали механизм работы «катализа против коррозии»

Ученые из Университета Питтсбурга, Университета Дрекселя в Филадельфии и Брукхейвенской национальной лаборатории совместно работают над решением сложной задачи, направленной на создание более экологически чистых методов дезинфекции воды.

Технологии электрохимического производства озона (EOP) для очистки загрязненной воды могут в будущем заменить использование хлора, которое применяется сегодня в централизованных системах обработки воды, будь то в современных городах или удаленных деревнях. Однако мало известно о молекулярном уровне функционирования ЭОП и о том, как эффективными, экономически выгодными и устойчивыми могут быть технологии, обеспечивающие их работу.

Результаты исследования были опубликованы в журнале ACS Catalysis. Работу вели главный автор, аспирант из Дрексельского университета Райан Алауфей, а также исследователи из этого университета, включая соавтора Морин Танга, аспиранта Тану Сибунруанг и доцента Эзру Вуда, а также ученых из Питтсбургского университета и Брукхейвенской национальной лаборатории.

Понимание работы катализаторов EOP имеет важное значение для разработки одного из самых перспективных и наименее токсичных катализаторов EOP на сегодняшний день: оксида олова, легированного никелем и сурьмой (Ni/Sb–SnO2, или NATO).

Загадка заключается в том, какая роль каждого атома в катализаторе НАТО способствует процессу ЭОП. Вопрос состоит в том, образуется ли озон каталитически, как предполагается, или он образуется из-за разложения катализатора, требуя дальнейших исследований для создания более устойчивых катализаторов НАТО.

Исследователи пришли к выводу, что это, вероятно, сочетание обоих факторов.

С помощью экспериментального анализа, масс-спектрометрии и компьютерного моделирования они создали "сюжетную линию атомного масштаба", объясняющую, как озон генерируется на электрокатализаторах НАТО. Впервые было установлено, что часть никеля из катализатора НАТО, скорее всего, растворяется из электродов, и эти атомы никеля, находящиеся в растворе рядом с катализатором, могут способствовать химическим реакциям, приводящим к образованию озона.

Чтобы создать более эффективный электрокатализатор, нам нужно понимать, какие компоненты работают, а какие — нет. Факторы, такие как растворение ионов металлов, коррозия и реакции в растворе, могут создать иллюзию работы катализатора в одном направлении, в то время как на самом деле он работает в другом.

Читайте также

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Сахар в красном мясе повышает риск диабета на 63%

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Ежедневное употребление черники может влиять на настроение

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Гигантская кувшинка Victoria colombiana видна из космоса из-за размера листьев

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

Учёные обнаружили, что мозг готовится к прикосновениям и изображениям ещё до их появления

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

От високосной секунды хотят отказаться уже в 2027 году из-за угрозы компьютерных сбоев

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Неандерталец погиб 75 000 лет назад от удара копьем

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Зрачки человека расширяются в зависимости от его мыслей

Логические игры помогают дошкольникам развивать самоконтроль

Логические игры помогают дошкольникам развивать самоконтроль

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Почему невозможно создать абсолютно точную карту Земли, Луны или Марса?

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Обзор iPhone 18 Pro Max: Apple A20 Pro, переменная диафрагма и лучшая автономность в истории серии

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Оптические иллюзии Парфенона оказались мифом

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Что происходит с физикой, когда вы прыгаете в вагоне поезда?

Учёные смоделировали ядерный взрыв против астероида: почти всё небесное тело удалось разрушить

Учёные смоделировали ядерный взрыв против астероида: почти всё небесное тело удалось разрушить

В MIT создали умную ткань, которая чувствует собственную форму и отслеживает движения человека

В MIT создали умную ткань, которая чувствует собственную форму и отслеживает движения человека

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Фелисетт: единственная кошка, слетавшая в космос

Японская MMX миссия вот-вот отправится к Марсу

Японская MMX миссия вот-вот отправится к Марсу