Будущее химии за «электрификацией». С ростом доступности электроэнергии из возобновляемых источников в будущем можно будет управлять многими химическими процессами с использованием электрического тока. Это облегчит использование устойчивых методов производства продуктов или топлива, заменив существующие процессы, основанные на ископаемом топливе. Однако, как именно работают эти электрокатализаторы, еще не до конца понятно. Теперь все может измениться благодаря новому методу, разработанному исследователями из Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге (FAU) и Института возобновляемых источников энергии в Эрлангене-Нюрнберге имени Гельмгольца (HI ERN).
В реакциях, управляемых электричеством, почти всегда используются так называемые электрокатализаторы, которые обычно представляют собой очень сложные материалы, состоящие из большого количества химических компонентов. Роль электрокатализаторов заключается в том, чтобы обеспечить протекание реакции при минимальных потерях, таким образом тратя как можно меньше возобновляемой энергии, которую сложно производить. Этот метод можно использовать для производства важных энергоносителей, таких как водород, непосредственно из воды и для преобразования климатических газов, таких как двуокись углерода, в ценные основные химические вещества. В большинстве случаев точные химические процессы в электрокатализаторах не очень хорошо изучены. Улучшение понимания этой химии с электрическим приводом необходимо, с одной стороны, для целенаправленного производства катализаторов для новых процессов, а с другой - для увеличения часто крайне ограниченного срока службы самих катализаторов.
Как сообщается в журнале Nature Materials, исследователи из FAU, HI-ERN и их международных партнерских групп разработали новый метод, который позволит в будущем более подробно изучать электрокаталитические реакции. Совместно с профессором доктором Карлом Майрхофером из HI-ERN рабочая группа под руководством профессора доктора Йорга Либуды, профессора физической химии в FAU, продемонстрировала, что можно сконструировать сложный электрокатализатор с атомной точностью и использовать его. изучить точный механизм электрокаталитических реакций. Катализаторы собираются в условиях так называемого сверхвысокого вакуума, при полном отсутствии всех примесей, часто влияющих на результаты. Этот прорыв позволит ученым изучить большое количество других катализаторов, используя ту же стратегию, что улучшит наше понимание «электрифицированной» химии в будущем.