多维数据集比球体时绿色的氢

迄今为止,纳米粒子作为绿色催化剂氢一直像划手在八:研究人员只能衡量他们的平均表现,但无法确定哪一个是最好的。现在这一切都改变了后发展的一种新方法克里斯蒂娜Tschulik教授领导的小组的负责人椅子鲁尔大学电化学和纳米材料的波鸿,德国。与大学的研究人员合作Duisburg-Essen,她成功地证明了方形钴氧化物纳米粒子比球形的更有效。这铺平了道路系统的成本效益的设计和高效的绿色氢催化剂。研究人员在《先进功能材料3。2023年1月。

如何使电解竞争力

世界必须减少二氧化碳排放以应对气候变化。为此,所谓灰色氢是广泛使用的今天,从石油和天然气,同时努力把它换成绿色的氢,来自可再生能源。绿色可以由电解产生氢气,过程中电力用来把水分解成氢和氧。然而,仍需解决的一些挑战呈现电解竞争的方法。目前,水分裂过程只是有效程度有限,没有足够强大的,持久的和具有成本效益的催化剂。“目前,最活跃的electrocatalysts基于稀有和昂贵的贵金属铱、钌、铂,“克里斯蒂娜Tschulik列表。“作为研究人员,因此,我们的工作是开发新的高活性electrocatalysts贵金属的自由。”

她的研究小组研究催化剂贱金属氧化物纳米粒子的形式比人的头发细一百万倍。工业规模生产,他们不同的形状,大小和化学成分。“我们使用测量检查所谓催化剂墨水,数十亿的粒子与粘结剂和添加剂混合,”概述了克里斯蒂娜Tschulik。这个方法只允许研究人员来衡量平均表现,而不是单个粒子的活动——这是真正重要的。“如果我们知道这颗粒形状或水晶方面——点向外,是最活跃的表面,我们可以专门生产具有相同形状的粒子,“喀阿明博士说,在波鸿鲁尔大学分析化学博士后研究员。

的纳米粒子

研究小组开发了一种方法来分析单个粒子直接的解决方案。这使他们能够相互比较不同纳米材料的活动为了了解粒子属性的影响光解水制氢研究其形状和组成等。“我们的研究结果表明,钴氧化物粒子在单个数据集的形式比球更活跃,因为后者总是有其他几个,不积极的方面。”

理论证实了实验

波鸿集团的实验结果证实了其合作伙伴由教授Rossitza Pentcheva Duisburg-Essen大学作为合作研究中心/ Transregio 247的一部分。后者的理论分析表明催化剂活性的变化区域,即从钴原子包围氧原子形成八面体包围一个四面体钴原子。“我们的见解颗粒形状和活动之间的相关性奠定基础知识设计可行的催化剂材料,因此,转变我们的化石能源和化学工业对基于可再生能源的循环经济和高度活跃,持久的催化剂,“克里斯蒂娜Tschulik总结道。

参考:刘Z,阿明协会,彭Y, Corva M, Pentcheva R, Tschulik k Facet-Dependent内在活性单Co3O4纳米颗粒对氧进化反应的功能。板牙,1/2023)。副词功能垫。2023;33 (1):2370006。doi:10.1002 / adfm.202370006

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