Los científicos han estado investigando el diseño racional de nuevos tipos de electrocatalizadores REA y abordando preguntas fundamentales sobre las reacciones clave en la conversión de energía.
La transición de los combustibles fósiles a las fuentes de energía renovables depende en gran medida de la disponibilidad de sistemas efectivos para la conversión y el almacenamiento de energía. Considerando el hidrógeno como una molécula portadora, la electrólisis de membrana de intercambio de protones ofrece numerosas ventajas, como el funcionamiento a altas densidades de corriente, bajo cruce de gases, diseño de sistema compacto, etc. Sin embargo, su amplia implementación se ve obstaculizada por la cinética lenta de la reacción de evolución de oxígeno REA, cuya mejora requiere la aplicación de electrocatalizadores basados en Ir poco abundantes y costosos. Buscar un diseño racional de nuevos tipos de REAComo electrocatalizadores y abordando preguntas fundamentales sobre las reacciones clave en la conversión de energía, el consorcio interinstitucional MPG MAXNET Energy integró a científicos de diferentes instituciones en Alemania y en el extranjero. Como resultado de una colaboración estrecha y fructífera dentro de este marco, los científicos de Chemical MetalDepartamento de ciencias en MPI CPfS junto con expertos de Fritz Haber Institute en Berlín y MPI CEC en Muelheim an der Ruhr, desarrollaron un nuevo concepto para producir multifuncionalidad en electrocatálisis y lo ilustraron con éxito con un ejemplo de compuesto intermetálico Al2Pt como precursor del material de electrocatalizador OER.
El compuesto intermetálico Al2Pt tipo de estructura cristalina anti-CaF2 combina dos características importantes para el rendimiento electrocatalítico: i reducción de la densidad de estados al nivel de Fermi de Pt, y ii transferencia de carga pronunciada del aluminio al platino, lo que lleva aenlace químico fuertemente polar en este compuesto. Estas características proporcionan actividad OER inherente y aumentan la estabilidad contra la oxidación completa en condiciones oxidativas severas de OER. En condiciones OER, Al2Pt sufre una reestructuración en la región cercana a la superficie como resultado de la disolución autocontrolada dealuminio. La rugosidad y la porosidad de la microestructura cercana a la superficie formada in situ permiten compensar la pérdida de actividad específica. Incluso después de un experimento de estabilidad excepcionalmente largo 19 días a altas densidades de corriente 90 mA cm-2 el material a granel retiene su estructurae integridad compositiva.Extender la elección de técnicas de síntesis, por ejemplo, crecimiento de películas delgadas, y explorar la variedad de productos intermedios.Los compuestos metálicos dibujan las pautas principales para el desarrollo futuro de la estrategia propuesta.
La investigación en el Instituto Max Planck de Física Química de los Sólidos MPI CPfS en Dresden tiene como objetivo descubrir y comprender nuevos materiales con propiedades inusuales.
En estrecha cooperación, los químicos y los físicos incluidos los químicos que trabajan en síntesis, los experimentadores y los teóricos utilizan las herramientas y métodos más modernos para examinar cómo la composición química y la disposición de los átomos, así como las fuerzas externas, afectan la fuerza magnética, electrónica ypropiedades químicas de los compuestos.
Nuevos materiales cuánticos, fenómenos físicos y materiales para la conversión de energía son el resultado de esta colaboración interdisciplinaria.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Física Química de Sólidos . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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