Углекислый газ превратили в инструмент для создания эффективных катализаторов топливных элементов

Катализатор, созданный новым методом, и модель катализатора типа «ядро-оболочка». Автор: Korea Institute Of Energy Research

Южнокорейские учёные разработали технологию, которая использует токсичный угарный газ для точного нанесения металлических плёнок толщиной всего 0,3 нанометра. Этот метод ускоряет и упрощает производство ключевых компонентов для топливных элементов — катализаторов типа «ядро-оболочка».

Исследование команды из Корейского института энергетических исследований под руководством докторов Пак Гу-Гона, Квон Ёнмина и Ли Ынджика опубликовано в журнале ACS Nano.

Новый метод: CO Adsorption-Induced Deposition (CO AID)

Традиционный метод создания ультратонкой оболочки из платины на дешёвом металлическом ядре был сложным и требовал много времени. Новая технология, названная CO Adsorption-Induced Deposition, использует свойство угарного газа прочно связываться с поверхностью металлов.

Учёные позволили монослою молекул CO адсорбироваться на поверхности ядра, после чего платина селективно осаждалась именно на этот слой. Это позволило контролировать толщину оболочки с атомарной точностью без сложных электрохимических систем и дополнительных реагентов.

Внутренняя сторона обложки журнала с опубликованным исследованием. Автор: Korea Institute Of Energy Research

Преимущества и перспективы

Новый метод сокращает время производства катализаторов в промышленных масштабах (килограммы) с более чем 24 часов до 30 минут — 2 часов. Катализатор на основе палладия с платиновой оболочкой, созданный по этой технологии, показал вдвое более высокую активность в реакции восстановления кислорода и в 1,5 раза большую долговечность по сравнению с коммерческими аналогами.

«Эта работа родилась из идеи превратить токсичность угарного газа в инструмент для наноразмерного контроля тонких плёнок», — пояснил ведущий исследователь доктор Пак Гу-Гон.

Технология открывает новые возможности не только для производства топливных элементов, но и для создания наночастиц в полупроводниковой промышленности и при производстве тонкоплёночных материалов.

Больше информации: Yongmin Kwon et al, CO Adsorption-Induced Deposition: A Facile and Precise Synthesis Route for Core–Shell Catalysts, ACS Nano (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c16647