Новое исследование показывает, что некоторые крошечные катализаторы, рассматриваемые для промышленных мер по восстановлению окружающей среды, могут быть нестабильными во время работы.
Химики из Университета Ватерлоо изучили структуры сложных катализаторов, известных как «наноразмерные электрокатализаторы», и обнаружили, что они не так стабильны, как когда-то думали ученые. Когда электричество проходит через них во время использования, атомы могут перегруппироваться. В некоторых случаях, как выяснили исследователи, электрокатализаторы полностью разлагаются.
Понимание того, почему и как происходит эта перестройка и деградация, является первым шагом к использованию этих наноразмерных электрокатализаторов в усилиях по восстановлению окружающей среды, таких как удаление атмосферного углекислого газа и загрязнителей грунтовых вод и их преобразование в более ценные продукты, такие как топливо. Клинкова и ее команда обнаружили, что перегруппировка атомов в катализаторе зависит от типа металла, структурной формы и условий реакции катализатора.
Они назвали две причины перестановок. Некоторые небольшие молекулы могут временно прикрепляться к поверхности катализатора и уменьшать энергию, необходимую для перемещения атома по поверхности. В других случаях узкие области внутри катализатора концентрируют ток электронов, вызывая смещение атомов металла посредством процесса, называемого электромиграцией.
Электромиграция была ранее обнаружена в микроэлектронике, но это первый раз, когда она была связана с наноразмерными катализаторами. Эти результаты создают основу для оценки структурной стабильности и отображения изменяющейся геометрии наноразмерных катализаторов, что является важным шагом на пути к разработке лучших катализаторов в будущем.
Источник — aobe.