Фуллерен стал эффективным металлосвободным катализатором для чистой энергии

Обзор анализа активности CO₂RR для 2562 зарегистрированных катализаторов за последнее десятилетие. Автор: Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202511924

Фуллерен — это молекула в форме клетки, обладающая большим потенциалом для повышения эффективности каталитических систем. Он хорошо работает как электронный буфер, что улучшает эффективность реакций, таких как выделение водорода, восстановление кислорода и восстановление диоксида углерода (CO₂).

Интеграция фуллерена в каталитические системы может значительно улучшить производительность во многих областях, что делает его перспективным материалом для продвижения зеленых технологий. Он не только улучшает производительность, но и потенциально более доступен по цене, чем другие доступные варианты.

Исследовательская группа из Университета Тохоку использовала специальную модель для классификации поведения C₆₀, чтобы предсказать его полезность во время электрохимических реакций.

Они обнаружили, что его уникальная структура стабилизирует промежуточные продукты COOH* в различных условиях pH. Они сравнили свои модели с экспериментальными наблюдениями, чтобы раскрыть новые идеи о катализаторах на основе C₆₀ и механизмах, лежащих в основе их полезной активности. Результаты опубликованы в Angewandte Chemie International Edition.

«Результаты открывают новые возможности для проектирования эффективных металлосвободных катализаторов, которые являются более устойчивыми», — говорит Хао Ли (WPI-AIMR, Университет Тохоку. — «Эта работа идеально согласуется с глобальными усилиями по сокращению выбросов CO₂ и борьбе с изменением климата».

pH-зависимые микрокинетические модели вулканов CO₂RR в масштабе RHE и анализ определяющих скорость стадий катализаторов на основе C₆₀. Автор: Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202511924

Основываясь на своем открытии, следующие шаги исследовательской группы будут сосредоточены на систематическом изучении того, как кривизна поверхности влияет на каталитическое поведение в различных электрохимических реакциях. Они стремятся расширить применение C₆₀ и других изогнутых углеродных наноструктур для реакций, таких как восстановление нитратов или азота, и разработать гибридные катализаторы с регулируемой кривизной. Чем больше их модель продвигается, тем лучше мы можем использовать эту полезную молекулу для производства чистой энергии.

Все экспериментальные и вычислительные данные также доступны на платформе Digital Catalysis Platform (DigCat), первой цифровой платформе по катализу, разработанной лабораторией Хао Ли.

Дополнительная информация: Si‐Wei Ying et al, C₆₀ Fullerene as the Active Site for CO₂ Electroreduction, Angewandte Chemie International Edition (2025). DOI: 10.1002/anie.202511924

Источник: Tohoku University