ОПТИМІЗАЦІЯ ЕЛЕКТРОЛІТИЧНИХ КОМПОЗИТНИХ МАТЕРІАЛІВ ДЛЯ ПОТРЕБ ЕКОКАТАЛІЗУ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2026.112.0.41Ключові слова:
каталітичне окиснення, карбон(ІІ) оксид, електролітичні покриття, метали, CoMoZrO2, PdNi, очищення газових викидівАнотація
У статті розглянуто актуальну науково-прикладну проблему створення ефектив-них каталітичних матеріалів для зниження техногенного навантаження на атмосферне пові-тря 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 вод-них 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 пок-риття системи CoMoZrO2 демонструють високу каталітичну активність у середньотемпе-ратурному діапазоні, досягаючи 98–100 % перетворення, якщо 360–400 °С. Продемонстрова-но, що введення цирконію позитивно впливає на функціональні властивості матеріалів, сприяє стабілізації активних центрів і підвищенню кисневої мобільності, що інтенсифікує окисно-відновні процеси на поверхні. Досягнуті результати підтверджують перспективність викори-стання електролітичних композиційних покриттів на основі перехідних металів як економічно доцільної альтернативи платиновим системам у процесах очищення газових викидів. Розроб-лені матеріали відповідають принципам сталого розвитку, сприяють зниженню шкідливих викидів і можуть бути інтегровані в сучасні еко- та енерготехнології для підвищення екологі-чної безпеки енергетичних установок.
Посилання
Zvarych R., Kharkovskyi B. SMART-integration of Ukraine’s energy system into the single energy market of the EU: challenges and prospects. Journal of European Economy. 2025. Vol. 24. No. 2. Р. 246–266. https://doi.org/10.35774/ jee2025.02.246
Меморандум про взаєморозуміння щодо спів-робітництва у галузі енергетики. https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/984_003-16#Text
Kryl I. Hydrogen energy in Ukraine: preconditi-ons, potential and prospects for European integra-tion. Economy of Industry. 2024. No. 4. Р. 122–
http://doi.org/10.15407/econindustry
04. 049
Zvarych R., Masna O. Ukraine’s national policy on RES: analysis of international obligations and integration into European energy markets. Herald of Economics. 2025. No. 4. Р. 122–136. https://doi.org/10.35774/visnyk2024.04.122
Руш О. С., Войтко С. В. Розвиток міжнародно-го співробітництва України та ЄС у сфері аль-тернативної енергетики. Вісник Херсонського національного технічного університету. 2022.
№ 3 (82) С. 200–203. https://doi.org/10.35546/ kntu2078-4481.2022.3.28
Nenastina T. A., Ved’ M. V., Sakhnenko N. D. et al. Effect of Electrolysis Conditions on the Composition and Microhardness of Ternary Cobalt Alloy Coatings. Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2021. No. 57. Р. 59–
https://doi.org/10.3103/S1068375521010099
Heck R. M., Farrauto R. J., Gulati S. T. Catalytic Air Pollution Control: Commercial Technology. 3rd ed. Wiley. Platinum Metals Review. 2010.
Р. 180–183. https://doi.org/10.1595/14710 6710 X511015
Ved M., Sakhnenko M., Nenastina T. Corrosion and catalytic properties of galvanic binary d6–8 metal alloys. Physicochemical Mechanics of Material. 2008. No. 7. Р. 346–353.
Xie X., Li Y., Liu Z.-Q., Haruta M., Shen W. Low-temperature oxidation of CO catalysed by Co(3)O(4) nanorods. Nature. 2009. Vol. 458. P. 746–749. https://doi.org/10.1038/nature07877
Liu X., Zhou K., Wang L., Wang B., Li Y. Oxy-gen vacancy clusters promoting reducibility and activity of ceria nanorods. Journal of the American Chemical Society. 2009. Vol. 131 (9).
P. 3140–1. DOI: 10.1021/ja808433d
Peña M. A., Fierro J. L. G. Chemical structures and performance of perovskite oxides. Chemical Reviews. 2001. Vol. 101. P. 1981–2017.
Trasatti S. Electrocatalysis in the anodic evolu-tion of oxygen and chlorine. Electrochimica Acta. 1984. Vol. 29. Is. 11. P. 1503–1512.
https://doi.org/10.1016/0013-4686(84)85004-5
Liotta L. F. Catalytic oxidation of volatile organic compounds on supported noble metals. Applied Catalysis B: Environmental. 2010. Vol. 100. P. 403–412. DOI: 10.1016/j.apcatb.2010.08.023
Scott L. Swartz. Catalysis by Ceria and Related Materials Edited by Alessandro Trovarelli (Università di Udine, Italy). Catalytic Science Series. Vol. 2. Series Edited by Graham J. Hut-chings. Journal of the American Chemical Soc-iety. 2002. 124(43):12923-12924 DOI: 10.1021/
ja025256e
Yar-Mukhamedova G., Ved’ M., Sakhnenko N., and Nenastina T. Composition electrolytic co-atings with given functional properties. Applied Surface Science, London: InTechOpen, 2019.
P. 93–109. https://doi.org/10.5772/intechopen. 84519
Ведь М. В., Сахненко М. Д., Штефан В. В., Нена-стіна Т. О., Байрачна Т. М., Желавський С. Г. Фу-нкціональні покриття сплавами d4-8 елементів. Ві-сник НТУ «ХПІ». Серія: Хімія, хімічні технології та екологія. 2008. № 15. С. 25–31.
Bulavchenko O. A., Konovalova V. P., Sara-ev A. A., Kremneva A. M., Rogov V. A., Gerasi-mov E. Yu., Afonasenko T. N. The Catalytic Per-formance of CO Oxidation over MnOx-ZrO2 Cata-lysts: The Role of Synthetic Routes. Catalysts. 2023.
(1). 57. https://doi.org/10.3390/catal13010057
Lin Ch. H., Sun Z. Y., Liu C. G. Mars-van Kre-velen mechanism for CO oxidation on the polyo-xometalates-supported Rh single-atom catalysts: An insight from density functional theory calculations. Molecular Catalysis. 2021. Vol. 512. 111761.
https://doi.org/10.1016/j.mcat. 2021.111761
