Международная группа показала, что на коррозию углеродных электродов влияет не только сам материал, но и сеть водородных связей в воде у его поверхности. В лабораторном сравнении иономер Sustainion удерживал эту сеть более связанной и уменьшил коррозию примерно на 51% по сравнению с Nafion. Работа опубликована 24 октября в Angewandte Chemie International Edition.

Исследователи одновременно отслеживали выделение углекислого газа и структуру межфазной воды во время работы электрода. Когда сеть водородных связей становилась менее связанной, окисление углерода ускорялось; дополнительное нарушение сети ещё усиливало коррозию. Авторы связывают реакцию прежде всего со слабо связанными молекулами воды.

Практическую проверку провели в реакции получения хлора на углеродном носителе с одноатомным платиновым катализатором. Sustainion лучше защищал углерод, но снижал начальную активность, тогда как Nafion давал обратный эффект. Смешанный слой из двух иономеров сохранил высокую начальную активность и ограничил потерю характеристик 19% после 500 циклов.

Это пока принцип проектирования поверхности, а не готовое покрытие для промышленных электролизёров или топливных элементов: результат показан на одной модельной системе и требует более долгих испытаний в других электрохимических средах. Но он предлагает продлевать срок службы углеродных электродов, меняя не сам углерод, а ближайшее окружение воды.