Графен против платины: как метиленовый голубой ускоряет чистую энергию

В Тульском государственном университете (ТулГУ) создали катализатор, который ускоряет реакцию восстановления кислорода без использования дорогих металлов.
В лаборатории экологической и медицинской биотехнологии ученые синтезировали композитный материал на основе графена и поли-(метиленового голубого), способный заменить платину в электрохимических устройствах.

Проект возглавляет заведующий лабораторией, кандидат химических наук Сергей Алферов. В команду входят ведущий научный сотрудник Дарья Лаврова, а также младшие научные сотрудники Никита Захаров и Павел Оськин.

Главная цель - разработать эффективный и доступный электрокатализатор реакции восстановления кислорода, свободный от металлов.

В основе - одностадийный синтез методом электрохимической эксфолиации графита в присутствии метиленового синего. Принцип действия построен на простом и элегантном подходе:
1.Графитовый электрод подвергается электрохимическому расслоению в растворе метиленового синего.
2.Метиленовый синий одновременно полимеризуется, образуя поли-(метиленовый голубой), и встраивается между слоями графена.
3.Полученный композит приобретает высокую каталитическую активность в реакции восстановления кислорода.
4.Материал работает как безметалловая альтернатива традиционным катализаторам на основе платины.

В этот момент электрохимическая станция фиксирует стабильный ток и потенциал, сопоставимые с дорогостоящими аналогами.

Результаты исследования позволят снизить стоимость топливных и биотопливных элементов, а также металловоздушных батарей. В перспективе это даст возможность создавать недорогие сенсоры для определения кислорода в водных средах и масштабировать технологии чистой энергетики.

Это непростая наука о материалах и электрохимии, решающая простую и важную задачу - сделать преобразование энергии дешевле и доступнее для всех.