Оптимізація електролітичних композитних матеріалів для потреб екокаталізу

Abstract

У статті розглянуто актуальну науково-прикладну проблему створення ефективних каталітичних матеріалів для зниження техногенного навантаження на атмосферне повітря в умовах трансформації енергетичного сектору та зростання використання автономних джерел живлення. Метою роботи є дослідження каталітичної активності електролітичних покриттів на основі перехідних металів у реакції окиснення карбон(ІІ) оксиду до карбон(IV) оксиду з подальшим оцінюванням можливості їх застосування як альтернативи традиційним платиновим каталізаторам. Об’єктами дослідження були покриття складу Pd80Ni20, Co80Mo17ZrO23 та Co82Mo17ZrO21, отримані методом електролітичного осадження з водних розчинів електролітів. Установлено, що каталізатори, які містять благородні метали визначаються найнижчою температурою початку інтенсивного окиснення та забезпечують практично повну конверсію CO вже за умови 270–280 °С. Електролітичні композиційні покриття системи CoMoZrO2 демонструють високу каталітичну активність у середньотемпературному діапазоні, досягаючи 98–100 % перетворення, якщо 360–400 °С. Продемонстровано, що введення цирконію позитивно впливає на функціональні властивості матеріалів, сприяє стабілізації активних центрів і підвищенню кисневої мобільності, що інтенсифікує окисновідновні процеси на поверхні. Досягнуті результати підтверджують перспективність використання електролітичних композиційних покриттів на основі перехідних металів як економічно доцільної альтернативи платиновим системам у процесах очищення газових викидів. Розроблені матеріали відповідають принципам сталого розвитку, сприяють зниженню шкідливих викидів і можуть бути інтегровані в сучасні еко- та енерготехнології для підвищення екологічної безпеки енергетичних установок.