Карбанізаваная меламінавая пена, прадстаўленая групай пад кіраўніцтвам Джафіла Чо з Нацыянальнага інстытута навукі і тэхналогій Ульсана (Карэя), новы высокаэфектыўны электракаталізатар для аднаўлення кіслароду ў паліўных элементах і батарэях, забяспечвае рашэнне, якое дазваляе знізіць выдаткі, але забяспечвае высокаэфектыўныя метала-паветраныя батарэі і паліўныя элементы.
Каманда карэйскіх і амерыканскіх навукоўцаў прадставіла новы матэрыял для электродаў на аснове даступнай меламінавай пены і сажы. Высокая парыстасць значна спрыяе хуткаму масапераносу, а вялікая колькасць каталітычна актыўных цэнтраў рэзка павялічвае кіслародаднаўляльную актыўнасць катодаў для паліўных элементаў і метал-паветраных батарэй.
Рэакцыя, якая адбываецца на катодах паліўных элементаў і метала-паветраных батарэй, - гэта электрахімічнае аднаўленне кіслароду, а менавіта рэакцыя аднаўлення кіслароду (ORR). Гэтая рэакцыя значна тармозіцца з-за яе павольнай хуткасці, і эфектыўнасць клетак ніжэй, чым магла б быць.
Каталітычны катод павінен забяспечваць рэакцыю кіслароду з вадой, паглынаючы электроны з адукацыяй іёнаў OH- у шчолачным растворы. Праблема заключаецца ў тым, што ў складанай сістэме, якая ўключае цвёрдыя, вадкія і газападобныя рэагенты, працэсы пераносу часта занадта павольныя і тармозяць працэс, асабліва пры разрадцы з больш высокай шчыльнасцю току.
Катоды, зробленыя з кіпрай вугляроднай падстаўкі (сажы), на якой тонка дыспергаваны каталітычна актыўны метал, напрыклад плаціна, могуць вельмі эфектыўна звесці да мінімуму гэта кінэтычнае тармажэнне. Аднак яны дарагія і не вельмі стабільныя, што робіць іх непрактычнымі для шырокага прымянення.
Каманда пад кіраўніцтвам Джафіла Чо з Ульсанскага нацыянальнага інстытута навукі і тэхналогій (Карэя) і Мэйлін Лю з Тэхналагічнага інстытута Джорджыі (ЗША) імкнулася распрацаваць больш эканамічную альтэрнатыву.
На сінтэз новага высокаэфектыўнага электракаталізатара іх натхніла структура чатырохногіх (грэч. tetra: чатыры, podes: ступні) хвалярэзаў. Чатырохногія, чые чатыры «ступні» накіраваны да вуглоў уяўнага чатырохгранніка, пабудаваны на ўзбярэжжы, а таксама каля плацін і пірсаў, каб паменшыць сілу хваль, якія разбіваюцца аб бераг. Гэтыя структуры таксама з'яўляюцца прытулкам для марскіх формаў жыцця ў шматлікіх вялікіх паражнінах. Калі меламінавай пена падвяргаецца піролізу і расціраецца ў ступцы, яна ўтварае мікраскапічныя фрагменты, якія нагадваюць чатырохногіх.
Навукоўцы апрацавалі мэлямінавай пенапласт хларыдам жалеза і дапаваны азотам ketjenblack (праводныя гранулы сажы). Яны карбанізавалі гэты прадукт і здабылі яго з дапамогай сернай кіслаты. Атрыманыя нанатэтраподы, усеяныя наначасціцамі сажы, маюць вельмі высокую ўдзельную паверхню, вялікую колькасць каталітычна актыўных цэнтраў (Fe/Fe3C, і CN групы), а таксама мноства пор, якія дазваляюць хутка пераносіць масу. Катоды, вырабленыя з гэтага новага электроднага матэрыялу, адрозніваюцца высокай трываласцю і выдатнай прадукцыйнасцю, параўнальнай з катодамі на аснове металу - па значна больш нізкай цане. Яны могуць стаць вельмі перспектыўнай адпраўной кропкай для новага пакалення недарагіх і высокаэфектыўных метала-паветраных батарэй і паліўных элементаў.
SINOYQX падтрымлівае некаторыя ўстановы і універсітэты ў Кітаі ў карбанізацыі меламінавай пены для зніжэння ўзроўню кіслароду ў паліўных элементах і батарэях.
Некаторыя цытаты з http://www.chemistryviews.org/details/ezine/4153391/Inspired_by_a_Breakwater.html