В прорывном исследовании, запланированном к публикации в Journal of the American Chemical Society в 2025 году, ученые Университета Тохоку раскрыли неожиданные свойства слабосвязанных металл-азот-углеродных (M-N-C) одноатомных катализаторов в кислородных восстановительных реакциях.
Исследовательская группа под руководством доцента Ди Чжана из Института передовых материалов (WPI-AIMR) обнаружила принципиально новый реакционный путь в слабосвязанных M-N-C катализаторах. Особое внимание было уделено системам на основе никеля (Ni-N-C) и меди (Cu-N-C).
Ключевым открытием стал механизм адсорбции атомарного кислорода на мостиковом участке металл-азот. Это явление бросает вызов традиционным представлениям о работе катализаторов в кислородных восстановительных реакциях.
Исследователи применили комплексный подход, объединяющий pH-зависимую микрокинетическую модель с передовой синхротронной спектроскопией. Результаты были интегрированы в Цифровую каталитическую платформу (DigCat), разработанную в лаборатории Хао Ли, которая на сегодняшний день является крупнейшей экспериментальной базой данных по катализу.
Полученные результаты открывают новые возможности для оптимизации каталитических систем в различных pH-средах. Это особенно важно для разработки следующего поколения электрокатализаторов в области чистой энергетики.
Дальнейшие исследования будут направлены на интеграцию методов машинного обучения для моделирования силовых полей и изучение новых реакционных путей. Конечная цель – ускорить прогнозирование и разработку высокоэффективных электрокатализаторов.
Работа, идентифицированная под номером DOI 10.1021/jacs.4c16733, представляет собой значительный шаг вперед в понимании каталитических процессов и открывает новые перспективы в области электрохимических технологий.
Изображение носит иллюстративный характер
Исследовательская группа под руководством доцента Ди Чжана из Института передовых материалов (WPI-AIMR) обнаружила принципиально новый реакционный путь в слабосвязанных M-N-C катализаторах. Особое внимание было уделено системам на основе никеля (Ni-N-C) и меди (Cu-N-C).
Ключевым открытием стал механизм адсорбции атомарного кислорода на мостиковом участке металл-азот. Это явление бросает вызов традиционным представлениям о работе катализаторов в кислородных восстановительных реакциях.
Исследователи применили комплексный подход, объединяющий pH-зависимую микрокинетическую модель с передовой синхротронной спектроскопией. Результаты были интегрированы в Цифровую каталитическую платформу (DigCat), разработанную в лаборатории Хао Ли, которая на сегодняшний день является крупнейшей экспериментальной базой данных по катализу.
Полученные результаты открывают новые возможности для оптимизации каталитических систем в различных pH-средах. Это особенно важно для разработки следующего поколения электрокатализаторов в области чистой энергетики.
Дальнейшие исследования будут направлены на интеграцию методов машинного обучения для моделирования силовых полей и изучение новых реакционных путей. Конечная цель – ускорить прогнозирование и разработку высокоэффективных электрокатализаторов.
Работа, идентифицированная под номером DOI 10.1021/jacs.4c16733, представляет собой значительный шаг вперед в понимании каталитических процессов и открывает новые перспективы в области электрохимических технологий.
