Шпинат превратили в катализатор для батарей

Химики из Американского университета превратили листья шпината в углеродные нанослои, которые действуют как катализатор реакции в топливных элементах и батареях.

Времена, когда шпинат был не самым любимым и вкусным растением, прошли. Теперь он катализатор реакции для батареек!

Реакция восстановления кислорода обычно происходит достаточно медленно, что ограничивает выход энергии таких устройств. Исследователям давно известно, что некоторые углеродные материалы могут катализировать такой тип реакции. Но эти углеродные катализаторы не всегда работают так же хорошо (или лучше), как и традиционные катализаторы на основе платины. Исследователи из Американского университета хотели найти недорогой и менее токсичный катализатор. Так они пришли к шпинату!

«Эта работа предполагает, что устойчивые катализаторы могут быть созданы из природных ресурсов», — прокомментировал Шоужонг Цзоу (Shouzhong Zou), профессор химии и ведущий автор статьи. «Испытанный нами метод позволяет получать высокоактивные катализаторы на основе углерода из шпината, который является возобновляемой биомассой. Мы считаем, что он превосходит коммерческие платиновые катализаторы, как по активности, так и по стабильности». Ученые считают, что их новый катализатор может быть использован и в топливных элементах, и в батареях, которые питают электромобили.

Эта работа первая в своем роде, ранее ученые не обращали внимания на это растение. И тем не менее, шпинат является хорошим кандидатом для этой работы, потому что он выживает при низких температурах, изобилует и легко растет, а также богат железом и азотом, которые необходимы для этого типа катализатора.

Цзоу и его команда уже испытали катализаторы, которые представляют собой углеродные нанослои из шпината. Они похожи на листы бумаги только в тысячу раз тоньше человеческого волоса. Чтобы создать такую структуру, исследователи подвергли шпинат многоступенчатому процессу, который включал в себя промывку, выжимание сока и сублимационную сушку, ручное измельчение материала в мелкий порошок и легирование полученного углеродного нанослоя азотом для повышения его производительности. Измерения показали, что катализаторы на основе шпината работают лучше, чем на основе платины, которые могут быть дорогими и со временем терять свою эффективность.