Новый поворот в известном химическом процессе может повысить энергоэффективность

Источник: phys.org

Окислительно-восстановительные реакции, происходящие на поверхности оксидов металлов, имеют большое значение для многих отраслей промышленности. Команда специалистов Университета Вашингтона (США) под руководством Джеймса Майера выяснила, что в давно известных процессах имеется недооцененный аспект. Согласно классической модели, реакция происходит за счет трансфера электронов. При этом атомы остаются на своем месте. Новое исследование показало, что в некоторых случаях имеет место перенос спаренных электронов и протонов. Ученые провели ряд экспериментов с нанокристаллами диоксида титана и оксида цинка.

Частицы размером в миллиардные доли метра позволили более тщательно изучить химические процессы, происходящие на поверхности материала. Выяснилось, что УФ-восстановленные наночастицы TiO₂ и ZnO в растворе далее восстанавливают феноксильный и нитроксильный радикалы за счет протон-связанного переноса электрона (proton-coupled electron transfer, PCET). Такие переносы происходят быстро и в массовом порядке. Определение PCET реагентов, действующих на поверхности оксидов металлов, имеет серьезное значение для развития химических технологий в различных областях. В частности, это может привести к созданию более эффективных солнечных батарей и топливных элементов, систем очистки сточных вод и самоочищающихся поверхностей.