ЭЛЕКТРОКАТАЛИЗАТОР ВОССТАНОВЛЕНИЯ КИСЛОРОДА, СОДЕРЖАЩИЙ ЕГО ТОПЛИВНЫЙ ЭЛЕМЕНТ И СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

1. Электрокатализатор восстановления кислорода, состоящий из покрытых золотом частиц металла, связанных с электропроводным носителем, причем покрытые золотом частицы металла представляют собой ядро из благородных металлов, по меньшей мере, частично инкапсулированное во внешнюю оболочку атомарной толщины из золота или сплава золота.
2. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что внешнюю оболочку из золота выбирают из атомного субмонослоя, монослоя, бислоя, трислоя, и их комбинации, атомов золота.
3. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что внешняя оболочка состоит из золота в отсутствие других легирующих металлов.
4. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что внешняя оболочка состоит из золота в присутствии одного или более легирующих металлов.
5. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что внешняя оболочка состоит из атомного субмонослоя золота.
6. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.5, отличающийся тем, что субмонослой золота находится в комбинации с субмонослоем одного из или комбинации металлов, отличных от золота, при этом создается атомный монослой сплава золота.
7. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.6, отличающийся тем, что один или комбинацию металлов, отличных от золота, выбирают из класса переходных металлов.
8. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.7, отличающийся тем, что переходные металлы выбирают из группы, состоящей из палладия, платины, рения, родия, иридия, рутения, осмия и их комбинации.
9. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия и рутения.
10. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.9, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из платины.
11. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро имеет гомогенную композицию, содержащую два или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
12. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.11, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из платины и палладия.
13. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро имеет гетерогенную композицию, содержащую два или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
14. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.13, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из платины в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
15. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.14, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из платины и палладия.
16. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.15, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из внутреннего субъядра, содержащего палладий, причем указанное внутреннее субъядро, по меньшей мере, частично инкапсулировано во внешнюю субоболочку из платины.
17. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.16, отличающийся тем, что внешняя субоболочка из платины имеет атомарную толщину.
18. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро имеет гомогенную композицию, содержащую один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, рутения и золота, в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из переходных металлов первого ряда.
19. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро имеет гетерогенную композицию, содержащую один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, рутения и золота, в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из переходных металлов первого ряда.
20. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.19, отличающийся тем, что содержащее благородный металл ядро состоит из внутреннего субъядра, содержащего один или более металлов, выбранных из группы, состоящей из переходных металлов первого ряда, причем указанное внутреннее субъядро, по меньшей мере, частично инкапсулировано во внешнюю субоболочку, состоящую из одного или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия и рутения.
21. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.20, отличающийся тем, что металлы из первого ряда переходных металлов выбирают из железа, кобальта и никеля.
22. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.20, отличающийся тем, что внешняя субоболочка состоит из платины.
23. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.20, отличающийся тем, что внутреннее субъядро состоит из одного или более металлов, выбранных из железа, кобальта и никеля, а внешняя субоболочка состоит из платины.
24. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.1, отличающийся тем, что размер покрытых золотой оболочкой частиц металла составляет, примерно, от одного нанометра до ста нанометров.
25. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.24, отличающийся тем, что размер покрытых золотой оболочкой частиц металла составляет, примерно, от трех до десяти нанометров.
26. Электрокатализатор восстановления кислорода по п.25, отличающийся тем, что размер покрытых золотой оболочкой частиц металла составляет, примерно, пять нанометров
27. Электрокатализатор восстановления кислорода, состоящий из покрытых золотой оболочкой наночастиц платины, связанных с электропроводным носителем, причем указанные наночастицы содержат ядро из платины или сплава платины, по меньшей мере, частично инкапсулированное во внешнюю оболочку атомарной толщины из золота или сплава золота.
28. Топливный элемент, содержащий:
(i) катод, на котором восстанавливается кислород, состоящий из электропроводного носителя, связанного с покрытыми золотой оболочкой частицами металлов, представляющими собой ядро из благородных металлов, по меньшей мере, частично инкапсулированное во внешнюю оболочку атомарной толщины из золота или сплава золота;
(ii) анод;
(iii) электропроводный контакт, связывающий катод, на котором восстанавливается кислород, с анодом; и
(iv) ионпроводящий электролит, находящийся во взаимном контакте с катодом, на котором восстанавливается кислород, и анодом.
29. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из металла, выбранного из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия и рутения.
30. Топливный элемент по п.29, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из платины.
31. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, имеет гомогенную композицию, состоящую из двух или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
32. Топливный элемент по п.31, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из платины и палладия.
33. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, имеет гетерогенную композицию, состоящую из двух или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
34. Топливный элемент по п.33, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из платины в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из палладия, родия, иридия, рения, осмия, золота и рутения.
35. Топливный элемент по п.34, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из платины и палладия.
36. Топливный элемент по п.31, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, состоит из внутренней субоболочки, содержащей палладий, причем указанная внутренняя субоболочка, по меньшей мере, частично, инкапсулирована во внешнюю субоболочку из платины.
37. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, имеет гомогенную композицию, состоящую из двух или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, рутения и золота, в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из металла из первого ряда переходных металлов.
38. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что ядро, содержащее благородный металл, имеет гетерогенную композицию, состоящую из двух или более металлов, выбранных из группы, состоящей из платины, палладия, родия, иридия, рения, осмия, рутения или золота, в комбинации с одним или более металлов, выбранных из группы, состоящей из металла из первого ряда переходных металлов.
39. Топливный элемент по п.28, отличающийся тем, что электропроводный носитель является углеродным.
40. Топливный элемент по п.39, отличающийся тем, что электропроводный носитель представляет собой сажу, графитизированный уголь, графит, активированный уголь, углеродные нанотрубки или фуллерен.
41. Способ получения электроэнергии, включающий в себя:
(i) использование топливного элемента, содержащего:
(а) катод, на котором восстанавливается кислород, содержащий электропроводный носитель, связанный с покрытым золотой оболочкой ядром, по меньшей мере, частично инкапсулированным во внешнюю оболочку атомарной толщины из золота или сплава золота;
(б) анод;
(в) электропроводный контакт, связывающий катод, на котором восстанавливается кислород, с анодом; и
(г) ионпроводящий электролит, находящийся во взаимном контакте с катодом, на котором восстанавливается кислород, и анодом;
(ii) контактирование катода, на котором восстанавливается кислород, с кислородом; и
(iii) контактирование анода с источником горючего.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что источник горючего представляет собой газообразный водород.
43. Способ по п.42, отличающийся тем, что газообразный водород получают риформингом метанола.
44. Способ по п.42, отличающийся тем, что газообразный водород получают риформингом метана.
45. Способ по п.42, отличающийся тем, что газообразный водород получают риформингом бензина.
46. Способ по п.41, отличающийся тем, что источником горючего является спирт.
47. Способ по п.46, отличающийся тем, что спирт представляет собой метанол.