Водород поступают в торговлю в качестве энергоносителя будущего. На сегодняшний день, существующие методики не удалось выяснить, как именно электрохимический процесс расщепления воды проходит на молекулярном уровне на поверхности катализатора. В настоящее время ученые разработали новый метод для изучения таких процессов ‘жить’ в нанометрическом масштабе.
Это известный школьный эксперимент: при подаче напряжения между двумя электродами производится вставлен в воде, молекулярного водорода и кислорода. Для дальнейшего промышленного применения этого процесса необходимо сделать расщепление воды, как энергоэффективные насколько это возможно. В дополнение к материалу электрода, его качество поверхности является одним из важнейших аспектов для разделения эффективность. В частности, грубые пятна всего несколько нанометров, т. е. миллионные доли миллиметра — в размерах, которые называются реактивными центрами определить электрохимическую активность электрода.
Предыдущие методы исследования не были достаточно точными, чтобы следовать за химических реакций, происходящих при таких химически активных центров на поверхности электрода с достаточным пространственным разрешением в реальных условиях эксплуатации, т. е. в растворе электролита при комнатной температуре и с помощью приложенного напряжения. Команда ученых во главе с доктором Катрин домк, независимых Берингер Ингельхайм «плюс 3» Руководитель группы по МПИ-П, разработал новый способ, с которым первые шаги электрокаталитические расщепления воды на поверхности золота могут быть изучены впервые с пространственным разрешением менее 10 нм в условиях эксплуатации.
«Нам удалось показать экспериментально, что поверхности с выступами в нанометровом диапазоне разделить воду в более энергетически эффективно, чем плоские поверхности», — говорит Катрин домк. «С нашими изображениями, мы можем следовать за каталитическую активность реактивные центры на начальном этапе расщепления воды.»
Для их метод, у них сочетаются разные техники: в спектроскопии комбинационного рассеяния молекулы освещены светом, который они рассеивают. Рассеянный свет спектра содержит информацию, что предоставляет химической структуры молекулы, позволяющие идентифицировать химических веществ. Однако, спектроскопия комбинационного рассеяния обычно представляют собой технику, которая производит только очень слабые и, более того, только пространственно усредненные сигналы за сотни или тысячи нанометров.
По этой причине, исследователи объединили комбинационного техника сканирующей туннельной микроскопии: сканирующей нанометра-тонкий золотой наконечник с подсветкой лазерный луч по поверхности под следствием, рамановский сигнал усиливается на многие порядки непосредственно на конце иглы, которая действует как антенна. Это сильный эффект позволяет расследовании очень мало молекул одновременно. Кроме того, острая фокусировка света кончик провода на оптическое пространственное разрешение менее десяти нанометров. Отличительной особенностью аппарата является то, что он может работать в реальных условиях электрокаталитического.
«Нам удалось показать, что при разделении воды на нанометровой шероховатости — т. е. реактивной центров-образовались две различные оксиды золота, которое могло бы стать важным посредником в отрыв атома кислорода от атома водорода», — говорит домк. С их расследования, теперь можно получить более точное представление о процессах, происходящих на нанометровом масштабе на реактивной поверхности и способствовать разработке более эффективных электрокатализаторов в будущем, где меньше энергии, необходимой для расщепления воды на водород и кислород.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!