Совершен прорыв в технологии топливных элементов

(PhysOrg.com) - Концепция преобразования возобновляемых сырьевых материалов таким образом, что бы процесс одновременно производил электроэнергию и ценные химические вещества.

Преобразование будет протекать выше желаний тех, кто ищет экологически чистых и ресурсосберегающих химии. Процесс также не должен выпускать двуокись углерода. В журнале Angewandte Chemie , Хансйорг Грюнтмахер, Франческо Вицца, и Клаудио Бианчини и их коллеги из ETH в Цюрихе (Швейцария) и Consiglio Nazionale delle Ricerche(CNR) в Сесто Фиорентино (Италия) в настоящее время введен новый вид топливного элемента: металлоорганических топливного элемента, который эффективно преобразует спирты и сахара в карбоновые кислоты.

В отличие от привычных топливных элементов на спирту, и металлоорганических топливных элементов на ферментативном биотопливе (OMFC), он работает в совершенно по-другому. Секрет его успеха является специальный молекулярный комплекс родия, который работает как анод катализатора. Ученые храненять комплекс в угольном порошке. Интересно то, что активные формы катализатора в процессе химической реакции, а также изменения шаг за шагом всей каталитического цикла. Таким образом, один металл сложных форм различных катализаторов, которые для каждого конкретного отдельного шага реакции: преобразование алкоголя (например, этанол) в соответствующий альдегид, делая альдегидов в соответствующие карбоновые кислоты (например, уксусной кислоты), и передачи протонов (Н +) и электронов. Как и спирты, эта система также может конвертировать сахара, такие как глюкоза, в том же направлении.

Исследователи надеются, что их новый подход может оказаться прорывом в технологии топливных элементах. Особое преимущество их нового метода является в том, что молекулярные комплексы металлов растворимы в различных растворителях, что позволяет им быть очень мелкодисперсными на очень малой поверхности. Кроме того, они обеспечивают очень высокую плотность мощности. Это может быть путь к дальнейшему миниатюрных топливных элементов для использования в качестве источников энергии для биологических приложений, таких как кардиостимуляторы и биосенсоров, а также в естественных условиях мониторинга обменных процессов.
Благодаря правильной комбинации, с учетом молекулярной структуры катализатора и подходящих материалов, возможна разработка будущих топливных элементов, чтобы выборочно преобразовывать исходные материалы с несколькими группами спиртов в ценные химические вещества без образования отходов материалов. Эту задачу очень трудно осуществить традиционными методами.