Brandstofcellen die worden aangedreven door elektrokatalytische reacties hebben het potentieel om vervuiling te elimineren die wordt veroorzaakt door de verbranding van fossiele brandstoffen, als ze efficiënter kunnen worden gemaakt. De sleutel tot hogere efficiëntie zijn de chemische reacties aan de oppervlakken van de betrokken materialen. Een internationaal team van wetenschappers tuurde diep in de moleculaire reacties van ethanol op gouden oppervlakken in alkalische omgevingen die typisch zijn voor modelbrandstofcellen.

Brandstofcellen zetten chemische energie om in schone elektrische energie via een reeks reacties. Veranderingen in de oppervlaktechemie tijdens deze reacties kunnen zowel de katalytische efficiëntie als de reacties zelf beïnvloeden. Door fundamenteel inzicht te verschaffen in de oppervlaktechemie, dit werk geeft wetenschappers een completer beeld van het katalytische proces en zal hen helpen betere brandstofcellen te ontwerpen die kunnen worden gebruikt om een ​​enkel apparaat van stroom te voorzien, zoals uw laptopcomputer of een plaatselijk elektriciteitsnet.

Wetenschappers van de Chinese Academie van Wetenschappen, China's Nationaal Centrum voor Massaspectrometrie, en EMSL, het Environmental Molecular Sciences Laboratory, een gebruikersfaciliteit van het Amerikaanse Department of Energy Office of Science, ontwierp en vervaardigde een krachtige manier om de transformatie van dunne gouden oppervlakken in een directe alcohol-brandstofcel te visualiseren. Dit werk maakte gebruik van EMSL's time-of-flight secundaire ionenmassaspectrometer, en stelde het team in staat om in de moleculaire werking van de katalytische reacties te kijken. Dit werk leverde direct moleculair bewijs van de veranderingen die goud in deze reacties ondergaat. De wetenschappers identificeerden ook extra actieve sites - plaatsen aan de oppervlakte waar de benodigde conversie kan plaatsvinden. Deze en andere inzichten zullen nuttige informatie opleveren om de efficiëntie van brandstofcellen te optimaliseren.