Создан и протестирован первый высокоэнтропийный сплав, состоящий из всех шести металлов платиновой группы

Полученные результаты применения сплава нового поколения в качестве катализатора реакций и проводника электронов говорят об одном — грядет энергетическая революция

Создан и протестирован первый высокоэнтропийный сплав, состоящий из всех шести металлов платиновой группы

Начиная с бронзового века, металлические сплавы изменили цивилизации. Последняя итерация сплава — это наноразмерные высокоэнтропийные сплавы, или HEA. В Журнале Американского химического общества исследователи Киотского университета в сотрудничестве с несколькими институтами по всей Японии сообщают о создании чего-то ещё более продвинутого, а именно — первого в истории HEA, состоящем из всех шести металлов платиновой группы, известном как PGM-HEA. Их исследования показывают, что он электрохимически катализирует реакции окисления этанола с беспрецедентной эффективностью.

HEA — относительно новая структура, о которой впервые заговорили в не таком уж и далёком 2004 году. Сплавы этой группы обладают исключительными структурными и функциональными свойствами, которые, однако, ещё не до конца изучены. Одним из факторов, который создаёт эти уникальные особенности, являются их состав. В то время как более простые сплавы, такие как латунь, могут состоять всего из двух металлов, HEA должен содержать по крайней мере пять элементов в почти эквиатомных концентрациях. Результатом является более высокая энтропия и, следовательно, крайне полезные, но только теоретически установленные, свойства.

С другой стороны, химики гораздо лучше разбираются в металлах платиновой группы, которые используются в производстве 25% всех товаров. Хотя все шесть элементов находятся в одной группе, каждый может катализировать особые реакции, и ожидается, что при их смешении будет образован материал способный выступить катализатором любой из известных реакций.

Для того чтобы на практике проверить возможности синтезированного сплава, PGM-HEA был применен к реакциям электрохимического окисления этанола, которые применяются в портативных энергетических устройствах. Элементы питания, основанные на этой реакции, можно встретить практически во всех современных устройствах: от смартфонов до вилочных погрузчиков. Процесс переноса электрона, который происходит в EOR, сложен и имеет множество адсорбционных центров, чего не могут обеспечить обычные катализаторы. В отличие от этих более простых катализаторов, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия показала, что каждый элемент находится на поверхности PGM-HEA независимо от своих соседей смог провести свою часть реакции. Это свойство позволило PGM-HEA превзойти результаты всех прочих коммерческих катализаторов.

Чтобы определить важность всех элементов PGM, были созданы сопоставимые структуры с 3-5 PGM. Эксперименты показали, что наличие всех шести PGM было критически важным, поскольку PGM-HEA вызывал синергетический эффект отдельных элементов, который происходил из оптимальной конфигурации поверхности адсорбционных центров для процесса переноса электронов.

Каково будущее таких исследований? Фактически найденный сплав может стать единственным компонентом необходимым для запуска электрохимических реакций. Из этого может вытекать возможность создания батарей и аккумуляторов нового поколения — более ёмких и эффективных, что в свою очередь может дать новый импульс в развитии всей энергетической и топливной отрасли.

Читайте также

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Что на самом деле смогут квантовые компьютеры и когда они изменят мир?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Почему дата-центры не строят в Арктике или на дне океана?

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Во Франции предложили налог на интернет-трафик: 5 центов за гигабайт

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Робот-пожарный стреляет пеной на 60 метров

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

Сэм Альтман назвал локальный ИИ неэффективной тратой оперативной памяти

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

Российские ученые создали нанокаркас для двойной атаки на раковые клетки

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

ИИ обнаружил 33 новых материала MXene в научных архивах 1970-х годов

Nvidia выпустила открытую ИИ-модель для транскрибации аудио на 40 языках

Nvidia выпустила открытую ИИ-модель для транскрибации аудио на 40 языках

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

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

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

«Черный ящик»: как устроен главный свидетель авиакатастроф и почему его нельзя заменить облаком

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Комета Галлея возвращается: почему её появление в 1986 году разочаровало миллионы людей и чего ждать в 2061-м

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Не только чума: семь самых смертоносных эпидемий и пандемий в истории человечества

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Космический телескоп NASA Swift упадёт на Землю после 22 лет работы — что будет?

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

Учёные предложили искать сигналы инопланетян по примеру светлячков

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

ИИ-агентов GPT и Claude столкнули в Minecraft — одни воевали, другие спорили

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе

Астрономы обнаружили, как звезда-спутник искажает атмосферу Бетельгейзе