Sous un microscope optique, les résultats du processus de pulvérisation sont visibles. crédit: Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202207635
Dans la recherche de catalyseurs de la transition énergétique, les matériaux composés d’au moins cinq éléments sont considérés comme très prometteurs. Mais il y en a des millions en théorie – comment définir le plus fort ?
Une équipe de recherche basée à Bochum dirigée par le professeur Alfred Ludwig, chef du département de découverte des matériaux et des interfaces (MDI), a réussi à mettre toutes les combinaisons possibles de cinq éléments sur Transporteur en une seule étape. De plus, les chercheurs ont développé une méthode d’analyse du potentiel électrocatalytique de chacune des combinaisons de cette bibliothèque de matériaux fins à haut débit.
C’est ainsi qu’ils espèrent accélérer considérablement la recherche de déclencheurs potentiels. L’équipe de l’Université de la Ruhr à Bochum a publié ses découvertes dans la revue Matériaux avancés.
Un système complet de matériaux à cinq éléments sur un seul convoyeur
Pour produire des bibliothèques de matériaux pour les alliages dits à haute entropie, les chercheurs de Bochum utilisent le procédé de pulvérisation. Dans ce processus, tous les matériaux de départ sont appliqués simultanément sur un convoyeur à partir de différentes directions.
Des matériaux de départ avec différents rapports de mélange sont déposés sur chaque portion du support. « Dans le projet actuel, nous avons optimisé ce processus en utilisant des perforations de telle sorte que chaque mélange de matériaux ne soit déposé qu’en un petit point d’environ 100 micromètres de diamètre sur le convoyeur », explique Alfred Ludwig. C’est à peu près équivalent au diamètre d’un cheveu humain.
« En miniaturisant les bibliothèques de matériaux, nous sommes désormais en mesure d’accueillir un système complet à cinq composants sur un seul convoyeur – c’est une avancée considérable », déclare le Dr Lars Panko de MDI.
Recherche à l’aide de gouttes suspendues
Pour étudier les matériaux créés avec cette technique, les chercheurs utilisent ce qu’on appelle la microscopie électronique à balayage (SECCM). Il s’agit de mesurer en un point les propriétés électrochimiques d’un matériau via une nanoélectrode suspendue à un électrolyte d’un millième de diamètre de cheveu.
« Cela signifie que nous pouvons utiliser des méthodes à haut débit pour identifier les candidats ayant l’activité catalytique la plus élevée, là où une analyse plus détaillée semblerait avantageuse », déclare le professeur Wolfgang Schumann, chef du département de chimie analytique à l’Université de la Ruhr à Bochum.
En utilisant ces méthodes, les chercheurs espèrent rechercher efficacement parmi un grand nombre de possibilités Matériaux de nouveaux catalyseurs afin d’identifier des candidats particulièrement actifs comme catalyseurs. Des catalyseurs sont nécessaires, par exemple, pour les processus de conversion d’énergie qui pourraient nous permettre d’utiliser largement l’hydrogène vert comme vecteur énergétique respectueux de l’environnement.
Plus d’information:
Lars Panko et al., Bibliothèques combinatoires fines pour la découverte de matériaux à haute entropie, Matériaux avancés (2022). DOI : 10.1002/adma.202207635
Introduction de
Ruhr-Universität-Bochum
la citation: Des dizaines de milliers de catalyseurs potentiels dans le diamètre d’un cheveu (16 janvier 2023) Extrait le 16 janvier 2023 de https://phys.org/news/2023-01-tens-thousands-potential-catalysts-diameter.html
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